безопасное устройство для электрического инициирования жидких взрывчатых веществ

Формула изобретения

1. Устройство для электрического инициирования жидких взрывчатых веществ (ЖВВ), содержащее полый корпус, обеспечивающий доступ ЖВВ внутрь корпуса, резистивный элемент, соединенный с двумя электродами в виде проводников в изоляции, отличающееся тем, что один из электродов укреплен в корпусе посредством его сплющивания с одного конца и при погружении в ЖВВ располагается снизу, второй электрод располагается свободно, при этом имеет узел, расположенный внутри корпуса, препятствующий приближению резистивного элемента к внутренней поверхности корпуса, хотя бы с одной стороны, на расстояние, меньшее толщины критического слоя детонации ЖВВ.

2. Устройство по п.1, в котором в качестве узла на проводнике в изоляции установлена втулка или шарик из неэлектропроводящего материала.

3. Устройство по п.1, в котором в качестве резистивного элемента установлен отрезок проводника из тугоплавкого металла.

Описание изобретения к патенту

Безопасное устройство предназначено для электрического инициирования жидких взрывчатых веществ (ЖВВ) как индивидуальных, так и смесевых многокомпонентных, типа панкластитов [1, 2] (ВВЖИМИ - коммерческое название допущенных для промышленного применения некоторых панкластитов в России).

В настоящее время известно большое количество различных видов безопасных устройств для электрического инициирования ЖВВ. Безопасные устройства в отличие от традиционных средств инициирования (СИ) взрывчатых веществ, например СИ заводского изготовления, допущенных Ростехнадзором, не содержат никаких взрывчатых, пиротехнических, токсичных или др. вредных и опасных в обращении химических веществ, в связи с чем данные устройства востребованы сегодня как при проведении научных исследований, так и в промышленности [2-4].

Из числа безопасных устройств в России при проведении специальных взрывных работ наибольшее распространение получило «Устройство для электрического взрывания зарядов жидких взрывчатых веществ» (патент № 105734 РФ). Данное устройство, являющееся прототипом предлагаемого изобретения, содержит полый корпус с двумя открытыми концами, два электрода в виде проводников в изоляции, укрепленных в корпусе посредством его сплющивания с обоих концов, и резистивный элемент, соединенный с электродами, при этом зоны сплющивания на концах корпуса ориентированы друг к другу под углом 90° с обеспечением жесткой фиксации электродов и доступа ЖВВ внутрь корпуса, при этом минимальное расстояние от любой точки поверхности резистивного элемента до внутренней поверхности корпуса, по крайней мере с одной стороны, больше критического диаметра детонации ЖВВ, при этом резистивный элемент выполнен с электрическим сопротивлением 1-1000000 Ом, при этом корпус выполнен трубчатым.

Описанное в патенте № 105734 РФ устройство обладает следующими недостатками, которые были установлены опытным путем при проведении взрывных работ, а именно: избыточно сильный пережим (человеческий фактор) трубчатого элемента, хотя бы с одной из сторон, вызывает затруднения для выхода воздуха и входа ЖВВ внутрь устройства при его погружении в ЖВВ. При халатном (безответственном) выполнении данной операции можно полностью заблокировать воздух в трубчатом элементе и исключить попадание ЖВВ в устройство. Этому способствует также то, что материалы и инструмент при изготовлении устройства берутся произвольно (случайно), т.е. в данном случае отсутствует понятие о нормируемом и контролируемом усилии нажима инструментом, при зажиме взрывного провода в гильзе (трубе). На практике качество изготовления устройства контролируется только по результатам измерения его электрической проводимости. Указанные недостатки приводят к отказам взрыва зарядов ЖВВ.

Задачей заявленного изобретения является создание простого, надежного, безопасного при изготовлении и обращении устройства для электрического взрывания зарядов ЖВВ.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности срабатывания устройства и упрощении его конструкции.

Указанный технический результат достигается за счет того, что для электрического инициирования ЖВВ используется устройство, содержащее полый корпус, обеспечивающий доступ ЖВВ внутрь корпуса, резистивный элемент, соединенный с двумя электродами в виде проводников в изоляции, при этом один из электродов укреплен в корпусе посредством его сплющивания с одного конца и при погружении в ЖВВ располагается снизу, второй электрод располагается свободно, при этом имеет узел, расположенный внутри корпуса, препятствующий приближению резистивного элемента к внутренней поверхности корпуса, хотя бы с одной стороны, на расстояние, меньшее толщины критического слоя детонации ЖВВ.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что:

- в качестве узла на проводнике в изоляции устанавливается втулка или шарик из неэлектропроводящего материала;

- в качестве резистивного элемента устанавливается отрезок проводника из тугоплавкого металла.

Для изготовления предлагаемого БУЭИЖВВ требуются следующие материалы:

- взрывной провод диаметром 0,5; 0,7 или 0,8 мм (на выбор) [5];

- резистивный элемент с электрическим сопротивлением от 1 до 1000000 Ом (на выбор, уточняется при проведении экспериментальных или опытных работ с конкретным ЖВВ, при этом имеется ввиду не только химический состав, но и чистота компонентов) или отрезок проводника (проволоки) из тугоплавкого металла, например нихром, фехраль, хромаль или другие более дешевые металлы и сплавы, уступающие названным по проводимости, но не более чем в 2-3 раза как, например, константан);

- металлический трубчатый элемент, длина которого должна быть больше длины резистивного элемента с монтажными выводами не менее чем на 15 мм, внутренний диаметр трубчатого элемента от 5 до 10 мм. Диаметр трубчатого элемента выбирается ориентировочно, исходя из условия, что он не менее чем в 2 раза должен превышать диаметр резистивного элемента или проводника из тугоплавкого металла, при этом расстояние между резистивным элементом или проводником и внутренней стенкой трубчатого элемента должно быть более критической толщины слоя детонации, что устанавливается опытным путем для каждой новой партии изготавливаемых ЖВВ, т.е. в каждом случае использования нового окислителя и/или горючего. Принципиальная схема БУИЖВВ представлена на чертеже, где 1 - трубчатый элемент (гильза); 2 - место зажима в корпусе длинного конца провода; 3 - короткий конец провода; 4 - узел; 5 - оголенный отрезок провода; 6 - резистор; 7 - оголенный проводник резистора; 8 - место соединения (спайки) проводников резистора с взрывным проводом; 9 - место намотки длинного конца провода.

Изготавливается БУИЖВВ следующим образом:

- берется двужильный взрывной провод и обрезается так, чтобы одна жила (один конец) провода оказалась длиннее другой на 3-6 длины трубки, фактическая длина концов провода принимается в зависимости от опыта конкретного человека (в принципе для изготовления могут использоваться и одножильные провода);

- с концов проводов на длину 5-10 мм снимается пластиковая изоляция, затем удаляется лак (оголенные концы провода зачищаются);

- на коротком конце, на расстоянии не более 20 мм от оголенной части провода завязывается узел одинарный (двойной или тройной - определяется в зависимости от выбранных материалов: провода и трубчатого элемента) и затягивается так, чтобы не была нарушена изоляция провода и его начальная (стандартная) проводимость. Вместо узла может быть использована втулка (шарик), изготовленная из диэлектрического материала, например пластика, резины, фарфора или др., подходящего размера, которая плотно, в нужном месте крепится на проводе (см. чертеж);

- на длинный конец провода надевается трубчатый элемент (гильза);

- оба конца провода с разных сторон соединяются с резистивным элементом, например припаиваются к нему;

- трубчатый элемент (гильза) надвигается на резистивный элемент и зажимается со стороны длинного конца провода так, чтобы соприкасаться только с изоляцией длинного конца провода (см. чертеж), при этом узел, расположенный на коротком отрезке провода, должен целиком втянуться в трубчатый элемент (гильза), обеспечивая свободный доступ ЖВВ внутрь корпуса;

- оставшаяся свободная часть длинного конца провода наматывается на провод со стороны короткого конца, выше верхнего конца трубчатого элемента, при этом длинный конец провода не следует сильно затягивать, т.е. прижимать к поверхности гильзы - он должен иметь слабину.

Устанавливать БУЭИЖВВ в ЖВВ следует вертикально так, чтобы та часть корпуса БУЭИЖВВ, в которой зажат электрод (проводник), оказалась внизу, а не зажатая часть корпуса, где на электроде (проводнике) располагается узел (втулка, шарик) - вверху. Это обеспечит беспрепятственный выход воздуха из корпуса БУЭИЖВВ, место которого займет ЖВВ.

Инициирование БУЭИЖВВ осуществляется с помощью импульса электрического тока от источника, обеспечивающего напряжение не менее 1,5 кВ. Оптимальная величина напряжения уточняется опытным путем для каждого конкретного ЖВВ.

Таким образом, устройство обеспечивает повышение надежности срабатывания при относительно простой его конструкции. При этом вся совокупность существенных признаков заявленного изобретения направлена на достижение технического результата.

Литература

1. Паскаль П. Взрывчатые вещества, пороха, боевые газы. Л.: ГОСХИМТЕХИЗДАТ, Ленинградское отделение, 1932, - 224 с.

2. Добрынин А.А., Добрынин И.А. Жидкие взрывчатые вещества для промышленного применения. М.: Безопасность труда в промышленности. - 2011. - № 3. - С.50-54.

3. Зотов Е.В. Электроискровое инициирование жидких взрывчатых веществ. - Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2004. - 295 с.

4. Добрынин А.А. Опыт применения безопасного инициатора жидких ВВ на взрывных работах внутри действующих ГЭС. Международная конференция «Ударные волны в конденсированных средах». Тезисы к докладам. Новгород, 2010. - С.121-124.

5. ГОСТ 6285-74. Провода для промышленных взрывных работ. Технические условия.