WO2012110374A1 - Procédé pour la destruction de déchets explosifs par explosion et système de détonation correspondant - Google Patents
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- F42D5/04—Rendering explosive charges harmless, e.g. destroying ammunition; Rendering detonation of explosive charges harmless
- F42D5/045—Detonation-wave absorbing or damping means
Definitions
- the present invention relates to a method for triggering at least one detonator placed inside an installation for the explosive destruction of explosive waste from a source of energy external to said installation. It also relates to an installation for implementing said method.
- These facilities include a detonation chamber whose volume is delimited by an envelope capable of withstanding the explosion of waste.
- the waste to be destroyed for example an artillery projectile, is surrounded by explosive material so as to guarantee the explosion, which itself is triggered by an electric detonator.
- the assembly thus produced is then introduced into the detonation chamber by being connected to an ignition circuit of said detonation chamber by a qualified operator.
- the detonators consist of highly reactive explosive materials, called “primary", which even if they are present in small quantities, are very easy to prime.
- the detonators are thus typically initiated with currents of 1 Ampere at a voltage of 1 volt. It is therefore feared the so-called stray electric currents resulting, for example, static electricity.
- This protection circuit also called “Safe and Arm Device” (“SAD)
- SAD Safe and Arm Device
- This method of triggering the detonator must, moreover, ensure operation of the "first shot” of the detonator or risk making the intervention of operators to repair the priming device.
- the present invention aims to meet these needs by proposing a method for triggering a detonator, simple in its design and in its operating mode, without risk for the operator connecting the assembly formed by the object to be destroyed and the detonator to the circuit ignition and inexpensive.
- the invention relates to a method for triggering at least one detonator placed in the interior volume of an installation for the explosive destruction of explosive waste from a source of energy external to said installation, said interior volume being delimited by at least one wall, characterized in that it comprises the following steps:
- a power supply circuit of the detonator is therefore proposed which advantageously accepts very strong local resistances such as those encountered when the electrical connections are of poor quality.
- these electrical pulses have an intensity of at least 10 A
- the external energy source at said installation comprises a capacitor for generating the electrical pulses in a controlled manner
- the power supply circuit of said installation comprising an electrically conductive suspension means placed in the interior volume of said installation, said assembly formed by the pyrotechnic elements and the explosive waste (s) is suspended from said suspension means,
- This grounding member which can be a flexible braid, is then placed by gravity in contact with the bottom wall of the installation.
- This detonation system comprises:
- an electric detonator whose minimum operating voltage U 0 is greater than or equal to 200 volts, and preferably greater than or equal to 500
- the supply circuit comprises a grounding element
- the system comprises an installation for the explosive waste destruction of explosive waste, this installation comprising the electrical supply circuit and an interior volume forming a detonation chamber, this interior volume being delimited by a wall, said source of energy being external to said installation,
- the grounding member being a flexible conductive connection such as a braid
- this circuit portion whose resistance is greater than or equal to 50 kOhms is formed by the contact between one end of said flexible link and the wall defining the interior volume of said installation.
- the power supply circuit comprises a positive terminal placed in the upper part of the installation and means for suspending the explosive waste to be destroyed, these means being connected to this positive terminal.
- the system comprises a filtering device that can be modulated according to the voltage, said filtering device being placed in said power supply circuit upstream of said detonator in the direction of extension of the electrical pulses so as to protect it,
- This filtering device may comprise two Zener diodes whose threshold voltage is equal to the threshold value U 0 , connected in parallel with each other and in opposite directions.
- this filter device is a spiked spark gap.
- said detonator is a detonator devoid of primary explosive.
- the absence of primary explosive has the advantage of an increase in the safety of use, in particular a reduction in sensitivity to shocks and electrostatic discharges. Indeed, it is known that primary explosives are unstable, so dangerous and delicate to handle.
- the explosive is advantageously a secondary explosive, which gives it great stability and guarantees greater safety for a user when handling the detonator.
- FIG. 1 shows schematically a detonation system according to a particular embodiment of the invention, the installation being shown in section for the sake of clarity;
- FIG. 2 is an enlarged view of the installation of FIG. 1;
- Figure 1 shows the circuit diagram of a detonation system according to a preferred embodiment of the present invention.
- This detonation system comprises on the one hand a facility 1 for the explosive destruction of explosive waste, this installation comprising a detonation chamber whose interior volume is delimited by an envelope 2 able to withstand the explosion of the waste or waste. treat.
- the operator comes to place a set 3 consisting of the waste or 4 to be treated, one or more explosive charges 5 placed around this or these waste 4 and an electric detonator 6 whose voltage operating minimum, or threshold voltage, U 0 is greater than or equal to 200 V, and even better at 500 V.
- This assembly is suspended by the operator to a ring 7 by means of an electrically conductive connecting element such as a cable, having at each of its ends, a hook 8.
- the ring 7 is connected to a positive terminal 9 of the installation 1, this terminal 9 being hermetic to prevent accidental leakage to the outside of the installation of products resulting from the explosion of the explosive waste (s) 4, which could lead to pollution.
- the detonator 6 has one of its ends in which is inserted the end of a braid of mass 10. This mass braid 10 is left hanging so that its other end is in contact with the bottom of the chamber of detonation.
- This contact between the braid 10 and the bottom of the detonation chamber is by definition of very poor quality so that the resistance measured at this contact is at least higher here at 500 kOhms.
- This high resistance is not a problem because the discharge of the capacitor January 1 allows the current to cross this resistance by breakdown. The current therefore reaches the detonator 6 with an intensity greater than that required to initiate it.
- This current is generated by an energy source comprising the capacitor January 1 and capable of delivering electrical pulses in a controlled manner in an electrical distribution circuit 12 electrically connected to the installation 1.
- This energy source which is external to the 1, also comprises a power supply 13 powered by the sector, or by one or more batteries.
- the system comprises a filtering device that can be modulated according to the voltage, this filtering device being placed in said power supply circuit upstream of said detonator in the direction of extension. electrical pulses generated by the energy source.
- this filter device comprises two diodes Zener whose threshold voltage is equal to the threshold value U 0 , connected in parallel with each other and in opposite directions.
Abstract
L'objet de l'invention est un procédé pour déclencher au moins un détonateur placé dans le volume intérieur d'une installation pour la destruction par explosion de déchet explosif à partir d'une source d'énergie externe à ladite installation. Selon l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes : - relier ce déchet explosif à des éléments pyrotechniques (5, 6) comportant au moins un détonateur électrique (6) dont la tension minimale de fonctionnement est supérieure ou égale à 200 V, - connecter électriquement ce détonateur (6) à un circuit d'alimentation électrique de ladite installation, le détonateur (6) étant relié à un organe de mise à la masse (10) dont le contact avec ladite paroi présente une résistance supérieure ou égale à 50 kOhms, - connecter électriquement ledit circuit d'alimentation électrique à un circuit de distribution d'impulsions électriques fournies par ladite source d'énergie (11, 13), - fournir un signal électrique d'allumage par cette source d'énergie (11, 13), sous la forme d'impulsions électriques ayant une intensité au moins égale à 5 A pour conduire à l'explosion.
Description
PROCEDE POUR LA DESTRUCTION DE DECHETS EXPLOSIFS PAR EXPLOSION ET SYSTEME DE DETONATION CORRESPONDANT
La présente invention concerne un procédé pour déclencher au moins un détonateur placé à l'intérieur d'une installation pour la destruction par explosion de déchets explosifs à partir d'une source d'énergie externe à ladite installation. Elle concerne également une installation pour la mise en œuvre dudit procédé.
Le traitement de déchets explosifs, ou pyrotechniques, ne pouvant être réalisé à l'air libre en raison notamment des risques de pollution inhérents à l'explosion de ces déchets, il est connu de traiter ces déchets dans des installations adaptées.
Ces installations comportent notamment une chambre de détonation dont le volume est délimité par une enveloppe capable de résister à l'explosion du déchet.
Le déchet à détruire, par exemple un projectile d'artillerie, est entouré de matière explosive de façon à garantir l'explosion, laquelle est elle-même déclenchée par un détonateur électrique.
L'ensemble ainsi réalisé est alors introduit dans la chambre de détonation en étant relié à un circuit d'allumage de ladite chambre de détonation par un opérateur qualifié.
Cette opération est, toutefois, à haut risque pour l'opérateur car ce raccordement électrique doit se faire à proximité de l'objet à détruire, celui-ci étant destiné à être isolé dans la chambre de détonation.
Or, les détonateurs sont constitués de matériaux explosifs très réactifs, appelés "primaires", qui même s'ils sont présents en petite quantité, sont très faciles d'amorçage. Les détonateurs sont ainsi typiquement initiés avec des courants de 1 Ampère sous une tension de 1 volt.
On craint par conséquent les courants électriques dits vagabonds résultant, par exemple, de l'électricité statique.
En effet, une fois amorcé, le détonateur par son dégagement important et rapide amorce inévitablement la matière explosive.
On a donc cherché à protéger au maximum l'opérateur de ces risques en plaçant un circuit de protection contre un allumage intempestif du détonateur.
Ce circuit de protection, encore appelée dispositif de « sécurité et mise en service » ("SAD" - Safe and Arm device), n'autorise pas le courant à passer tant qu'une tension électrique suffisante n'est pas appliquée sur ce circuit. On empêche ainsi le risque d'amorçage du détonateur par courants vagabonds.
Or, ces circuits de protection sont des consommables, puisque par définition ils sont détruits lors de leur mise en œuvre, qui sont extrêmement onéreux.
Il conviendrait donc de disposer d'un procédé pour déclencher un détonateur qui soit sans risque pour l'opérateur tout en permettant de s'affranchir de ces circuits de protection coûteux.
Ce procédé de déclenchement du détonateur doit, par ailleurs, assurer un fonctionnement du "premier coup" du détonateur sous peine de rendre risquer l'intervention des opérateurs pour réparer le dispositif d'amorçage.
La présente invention vise à répondre à ces besoins en proposant un procédé pour déclencher un détonateur, simple dans sa conception et dans son mode opératoire, sans risque pour l'opérateur reliant l'ensemble formé par l'objet à détruire et le détonateur au circuit d'allumage et peu coûteux.
A cet effet, l'invention concerne un procédé pour déclencher au moins un détonateur placé dans le volume intérieur d'une installation pour la destruction par explosion de déchet explosif à partir d'une source d'énergie externe à ladite installation, ledit volume intérieur étant délimité par au moins une paroi, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- relier le ou les déchets explosifs à des éléments pyrotechniques comportant au moins un détonateur électrique dont la tension minimale de fonctionnement est supérieure ou égale à 200 Volts, et de préférence supérieure ou égale à 500 Volts,
- insérer l'ensemble formé par les éléments pyrotechniques et le ou les déchets explosifs dans le volume intérieur de ladite installation,
- connecter électriquement ledit détonateur à un circuit d'alimentation électrique de ladite installation, ledit détonateur étant relié à un organe de mise à la masse dont le contact avec la paroi de ladite installation présente une résistance supérieure ou égale à 50 kOhms, et de préférence supérieure ou égale à 500 kOhms,
- connecter électriquement ledit circuit d'alimentation électrique de ladite installation à un circuit de distribution d'impulsions électriques fournies par une source d'énergie externe à ladite installation,
- fournir un signal électrique d'allumage par ladite source d'énergie, sous la forme d'impulsions électriques ayant une intensité au moins égale à 5 A pour conduire à l'explosion.
On propose donc un circuit d'alimentation électrique du détonateur qui accepte avantageusement de très fortes résistances locales telles que celles que l'on rencontre lorsque les connexions électriques sont de mauvaises qualités.
Dans différents modes de réalisation particuliers de ce procédé, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles:
- ces impulsions électriques ont une intensité au moins égale à 10 A, la source d'énergie externe à ladite installation comporte un condensateur pour générer les impulsions électriques de manière contrôlée,
le circuit d'alimentation électrique de ladite installation comportant un moyen de suspension électriquement conducteur placé dans le volume intérieur de ladite installation, on suspend ledit ensemble formé par les éléments pyrotechniques et le ou les déchets explosifs audit moyen de suspension,
une extrémité dudit organe de mise à la masse étant reliée audit détonateur, on laisse l'autre extrémité libre de cet organe de mise à la masse pendre dans le volume intérieur de ladite installation.
Cet organe de mise à la masse qui peut être une tresse souple, vient alors se placer par gravité en contact avec la paroi de fond de l'installation.
L'invention concerne également un système de détonation pour la mise en œuvre du procédé tel que décrit précédemment. Selon l'invention, ce système de détonation comprend :
- un détonateur électrique dont la tension minimale de fonctionnement U0 est supérieure ou égale à 200 Volts, et de préférence supérieure ou égale à 500
Volts,
- une source d'énergie capable de délivrer des impulsions électriques,
- un circuit d'alimentation électrique relié à ladite source d'énergie, de sorte que lorsque ledit système de détonation est activé, ladite source d'énergie fournie des impulsions électriques dans ledit circuit d'alimentation, ledit détonateur étant déclenché si le courant et la tension à l'entrée du détonateur résultant de la libération du signal électrique dans ledit circuit d'alimentation par ladite source d'énergie, sont supérieurs à une valeur seuil de courant l0 = 5 A et à la valeur de tension seuil U0, ledit circuit d'alimentation comportant au moins une portion de circuit dont la résistance est supérieure ou égale à 50 kOhms, et de préférence supérieure ou égale à 500 kOhms.
Dans différents modes de réalisation particuliers de ce système de détonation, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles:
- le circuit d'alimentation comprend un organe de mise à la masse,
le système comprend une installation pour la destruction par explosion de déchets explosifs, cette installation comportant le circuit d'alimentation électrique et un volume intérieur formant une chambre de détonation, ce volume intérieur étant délimité par une paroi, ladite source d'énergie étant extérieure à ladite installation,
De préférence, l'organe de mise à la masse étant une liaison conductrice souple telle qu'une tresse, cette portion de circuit dont la résistance est supérieure ou égale à 50 kOhms est formée par le contact entre une extrémité de ladite liaison souple et la paroi délimitant le volume intérieur de ladite installation.
Avantageusement, le circuit d'alimentation électrique comporte une borne positive placée dans la partie supérieure de l'installation et des moyens pour suspendre les déchets explosifs à détruire, ces moyens étant reliés à cette borne positive.
le système comprend un dispositif filtrant modulable en fonction de la tension, ledit dispositif filtrant étant placé dans ledit circuit d'alimentation électrique en amont dudit détonateur dans le sens de prorogation des impulsions électriques de manière à protéger celui-ci,
Ce dispositif filtrant peut comprendre deux diodes Zener dont la tension seuil est égale à la valeur seuil U0, montées en parallèle l'une de l'autre et dans des sens passant opposés.
Alternativement, ce dispositif filtrant est un éclateur à pointes.
ledit détonateur est un détonateur dépourvu d'explosif primaire. L'absence d'explosif primaire présente l'avantage d'une augmentation de la sécurité d'utilisation, notamment une réduction de la sensibilité aux chocs et aux décharges électrostatiques. En effet, il est connu que les explosifs primaires sont instables, donc dangereux et délicats à manipuler.
L'explosif est avantageusement un explosif secondaire, ce qui lui confère une grande stabilité et garantit une plus grande sécurité pour un utilisateur lors de la manipulation du détonateur.
L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement un système de détonation selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'installation étant montrée en coupe par soucis de clarté;
- la figure 2 est une vue élargie de l'installation de la Figure 1 ;
La Figure 1 montre le schéma électrique d'un système de détonation selon un mode de réalisation préféré de la présente invention.
Ce système de détonation comprend d'une part une installation 1 pour la destruction par explosion de déchet explosif, cette installation comportant une chambre de détonation dont le volume intérieur est délimité par une enveloppe 2 apte à résister à l'explosion du ou des déchets à traiter.
Dans cette installation, l'opérateur vient y placer un ensemble 3 constitué du ou des déchets 4 à traiter, d'une ou plusieurs charges explosives 5 placées autour de ce ou ces déchets 4 ainsi qu'un détonateur électrique 6 dont la tension
minimale de fonctionnement, ou tension seuil, U0 est supérieure ou égale à 200 V, et encore mieux à 500 V.
Cet ensemble est suspendu par l'opérateur à un anneau 7 par le biais d'un élément de liaison électriquement conducteur tel qu'un câble, comportant à chacune de ses extrémités, un crochet 8.
L'anneau 7 est relié à une borne positive 9 de l'installation 1 , cette borne 9 étant hermétique pour éviter toute fuite accidentelle vers l'extérieur de l'installation de produits issus de l'explosion du ou des déchets explosifs 4, laquelle pourrait entraîner une pollution.
Par ailleurs, le détonateur 6 a une de ses extrémités dans laquelle est insérée l'extrémité d'une tresse de masse 10. Cette tresse de masse 10 est laissée pendante de sorte que son autre extrémité soit en contact avec le fond de la chambre de détonation.
Ce contact entre la tresse 10 et le fond de la chambre de détonation est par définition de très mauvaise qualité de sorte que la résistance mesurée au niveau de ce contact, est au moins supérieure ici à 500 kOhms. Cette résistance élevée n'est pas gênante car la décharge du condensateur 1 1 permet au courant de traverser cette résistance par claquage. Le courant arrive donc au détonateur 6 avec une intensité supérieure à celle requise pour l'initier.
Ce détonateur 6 est encore appelé détonateur "haute énergie" car il est déclenché uniquement si le courant et la tension appliquée à ce détonateur sont supérieurs à une valeur seuil de courant l0 = 5 A et à la valeur de tension seuil U0.
Ce courant est généré par une source d'énergie comprenant le condensateur 1 1 et capable de délivrer des impulsions électriques de manière contrôlée dans un circuit électrique de distribution 12 connecté électriquement à l'installation 1. Cette source d'énergie qui est externe à l'installation 1 , comporte également une alimentation électrique 13 alimentée par le secteur, ou par une ou plusieurs batteries.
Afin de protéger encore plus le détonateur 6 qui est dépourvu d'explosif primaire, le système comporte un dispositif filtrant modulable en fonction de la tension, ce dispositif filtrant étant placé dans ledit circuit d'alimentation électrique en amont dudit détonateur dans le sens de prorogation des impulsions électriques générées par la source d'énergie. Ici, ce dispositif filtrant comprend deux diodes
Zener dont la tension seuil est égale à la valeur seuil U0, montées en parallèle l'une de l'autre et dans des sens passant opposés.
Le système de détonation de la présente invention permet avantageusement :
- de ne pas être sensible aux courants vagabonds car le détonateur est sans explosif primaire,
- de connecter aisément le détonateur par simple contact sur l'anneau de suspension pour la borne positive et avec une tresse pendante sur le fond de la chambre de détonation pour la masse.
Claims
1 . Procédé pour déclencher au moins un détonateur placé dans le volume intérieur d'une installation pour la destruction par explosion de déchet explosif à partir d'une source d'énergie externe à ladite installation, ledit volume intérieur étant délimité par au moins une paroi, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- relier le ou les déchets explosifs (4) à des éléments pyrotechniques (5, 6) comportant au moins un détonateur électrique (6) dont la tension minimale de fonctionnement est supérieure ou égale à 200 V,
- insérer l'ensemble formé par les éléments pyrotechniques (5, 6) et le ou les déchets explosifs (4) dans le volume intérieur de ladite installation,
- connecter électriquement ledit détonateur (6) à un circuit d'alimentation électrique de ladite installation, ledit détonateur (6) étant relié à un organe de mise à la masse (10) dont le contact avec la paroi de ladite installation présente une résistance supérieure ou égale à 50 kOhms,
- connecter électriquement ledit circuit d'alimentation électrique de ladite installation à un circuit de distribution d'impulsions électriques fournies par une source d'énergie (1 1 , 13) externe à ladite installation,
- fournir un signal électrique d'allumage par ladite source d'énergie (1 1 , 13), sous la forme d'impulsions électriques ayant une intensité au moins égale à 5 A pour conduire à l'explosion.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdites impulsions électriques ont une intensité au moins égale à 10 A.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite source d'énergie (1 1 , 13) externe à ladite installation comporte un condensateur pour générer les impulsions électriques de manière contrôlée.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit circuit d'alimentation électrique de ladite installation comportant un moyen de suspension électriquement conducteur placé dans le volume intérieur de ladite installation, on suspend ledit ensemble formé par les éléments pyrotechniques (5, 6) et le ou les déchets explosifs (4) audit moyen de suspension.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit organe de mise à la masse (10) étant reliée audit détonateur (6), on laisse l'autre extrémité libre dudit organe de mise à la masse (10) pendre dans le volume intérieur de ladite installation.
6. Système de détonation pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un détonateur électrique (6) dont la tension minimale de fonctionnement Uo est supérieure ou égale à 200 V,
- une source d'énergie (1 1 , 13) capable de délivrer des impulsions électriques,
- un circuit d'alimentation électrique relié à ladite source d'énergie (1 1 , 13), de sorte que lorsque ledit système de détonation est activé, ladite source d'énergie (1 1 , 13) fournie des impulsions électriques dans ledit circuit d'alimentation, ledit détonateur (6) étant déclenché si le courant et la tension à l'entrée du détonateur (6) résultant de la libération du signal électrique dans ledit circuit d'alimentation par ladite source d'énergie (1 1 , 13), sont supérieurs à une valeur seuil de courant l0 = 5 A et à la valeur de tension seuil U0, ledit circuit d'alimentation comportant au moins une portion de circuit dont la résistance est supérieure ou égale à 50 kOhms.
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit d'alimentation comprend un organe de mise à la masse (10).
8. Système selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend une installation pour la destruction par explosion de déchets explosifs (4), ladite installation comportant ledit circuit d'alimentation électrique et un volume intérieur formant une chambre de détonation, ledit volume intérieur étant délimité par une paroi, ladite source d'énergie (1 1 , 13) étant extérieure à ladite installation.
9. Système selon la revendication 7 et 8, caractérisé en ce que ledit organe de mise à la masse (10) étant une liaison conductrice souple, ladite portion de circuit dont la résistance est supérieure ou égale à 50 kOhms est formée par le contact entre une extrémité de ladite liaison souple et la paroi délimitant le volume intérieur de ladite installation.
10. Système selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ledit circuit d'alimentation électrique comporte une borne positive placée dans la partie supérieure de ladite installation et des moyens pour suspendre lesdits déchets explosifs (4) à détruire qui sont reliés à ladite borne.
1 1 . Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif filtrant modulable en fonction de la tension, ledit dispositif filtrant étant placé dans ledit circuit d'alimentation électrique en amont dudit détonateur (6) dans le sens de prorogation des impulsions électriques de manière à protéger celui-ci.
12. Système selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que ledit dispositif filtrant comprend deux diodes Zener dont la tension seuil est égale à la valeur seuil Uo, montées en parallèle l'une de l'autre et dans des sens passant opposés.
13. Système selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que ledit dispositif filtrant est un éclateur à pointes.
14. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que ladite source d'énergie (1 1 , 13) comprend un condensateur.
15. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que ledit détonateur (6) est un détonateur dépourvu d'explosif primaire.
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| FR2971583A1 (fr) | 2012-08-17 |
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