НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР

Полезная модель относится к области взрывных работ, к средствам подрыва зарядов взрывчатых веществ (ВВ), в частности к электровзрывным устройствам - электродетонаторам (ЭД), предназначенным для передачи детонационного импульса заряду ВВ. Такие устройства, прежде всего, должны обладать надежностью действия и безопасностью обращения на протяжении всего срока существования (в процессе изготовления, хранения, транспортировки, эксплуатации).
Из предшествующего уровня техники известны электровзрывные устройства с коаксиальной компоновкой, применяемой для повышения защиты от воздействия разрядов статического электричества. Так, например, известен электрический инициатор по патенту US 5433147 (публик. от 18.07.1995), имеющий металлическую гильзу, электрически связанную с первым контактом разъема, мостик, центральный электрод, соединенный со вторым контактом разъема, и воспламенительные навески. Гильза встроена в пластиковый материал методом литья под давлением, вставлена в корпус и выполнена с выступами, в один из которых установлен первый контакт разъема, а второй выступ установлен таким образом, чтобы его концевой участок был в небольшом зазоре пластикового материала. Коаксиальная компоновка обеспечивает защиту от воздействия разрядов статического электричества.
Недостаток - сложность изготовления.
В описании к патенту на изобретение RU 2104467 (публик. от 10.02.1998) представлена конструкция электрического инициатора, содержащего токопроводящий корпус с размещенными в нем зарядом ВВ и электровоспламенительным узлом из фольгированного стеклотекстолита с двумя концентрическими электродами, один из которых соединен с корпусом, а второй выведен через токопровод наружу по оси изделия, и мостиком между электродами, при этом соединение электрода с корпусом выполнено из легкоплавкого припоя, а толщина электровоспламенительного узла составляет 0,25-0,8 высоты заряда ВВ. Диаметр токопровода составляет 0,5-1,0 толщины электровоспламенительного узла.
Недостатком этой известной конструкции является нетехнологичность сборки из-за выполнения электрического контакта кольцевого электрода с корпусом с помощью промежуточных элементов и паяных соединений, что также приводит к повышению стоимости.
В описании к патенту на изобретение RU 2343400 (публик. 10.01.2009) представлена конструкция электродетонатора (ЭД), частично устраняющая недостатки предыдущего аналога. Данный ЭД относится к низковольтным электродетонаторам (НЭД) повышенной безопасности и выбран в качестве наиболее близкого аналога. НЭД включает в себя разрушаемый токопроводящий корпус с размешенным в нем основным зарядом ВВ и инициатором, состоящим из гильзы, заряда ВВ, размещенного в колпачке, мостика накаливания и колодочки, включающей втулку, являющуюся кольцевым электродом и электрически соединенную с гильзой, установленной с зазором относительно корпуса, и центральный электрод, которые опрессованы электроизоляционным материалом. Длина основного заряда ВВ меньше длины, необходимой для перехода горения в детонацию ВВ этого заряда. Напряжение от источника тока подается на центральный электрод и корпус.
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что его наружный корпус выполнен разрушаемым и токопроводящим, а также то, что не предусмотрено применение стандартного разъема для подачи электрического импульса на электроды НЭД, что сужает область его применения.
Техническим результатом является обеспечение универсальности применения и повышение безопасности обращения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции низковольтного электродетонатора, содержащей токопроводящий корпус с размещенными в нем основным зарядом и инициатором, состоящим из гильзы» заряда ВВ, мостика накаливания и колодочки, включающей электрически соединенную с гильзой втулку и центральный электрод, которые опрессованы электроизоляционным материалом, новым является то, что электродетонатор помещен в дополнительный неразрушаемый корпус, внутренняя поверхность которого опрессована электроизоляционным материалом, при этом токопроводящий корпус со стороны центрального электрода также спрессован электроизоляционным материалом, причем к центральному электроду и к токопроводящему корпусу припаяны гибкие выводы для соединения со стандартным разъемом.
К признакам, отличающим новое решение от наиболее близкого аналога, относятся следующие:
- наличие дополнительного внешнего неразрушаемого толстостенного корпуса, что повышает безопасность обращения, предотвращая образование и разлет осколков, и расширяет возможности применения, не требуя дополнительной защиты персонала и оборудования;
- опрессовка внутренней поверхности дополнительного корпуса электроизоляционным материалом, что позволяет исключить гальваническую связь между ним и токопроводяшим корпусом, а также использовать дополнительный корпус одного и того же размера для разных типоразмеров токопроводяших корпусов;
- опрессовка токопроводящего корпуса со стороны центрального электрода электроизоляционным материалом, что позволяет исключить гальваническую связь между токопроводяшим корпусом и фиксирующим его элементом, а также позволяет варьировать размер токопроводящего корпуса;
- наличие параллельных гибких выводов, один из которых припаян к центральному электроду, а второй - к токопроводящему корпусу, что позволяет использовать стандартное соединение, а также безопасно подсоединить провода в электрическую цепь.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии нового решения критерию «новизна». Совокупность отличительных признаков позволяет достичь указанного технического результата, которого невозможно достичь при разобщенности признаков.
На чертеже представлена конструкция НЭД, где: 1 - корпус; 2 - обойма снаряженная; 3 - электровоспламенитель; 4 - мостик; 5 - колпачок с ТЭНом или 6 - колпачок с ОКТАНАЛом; 7 - колодочка: 8 - втулка; 9 - центральный электрод; 10 - прокладка; 11 - гайка; 12 - провода; 13 - компаунд ЭК-34; 14 - заряд воспламенительный; 15 - состав замедлительный; 16 - состав основной; 17 - втулка резьбовая; 18 – колпачок, снаряженный высокоплотным зарядом ВВ; 19 - соединитель типа РС7ТВ; 20 - гайка накидная.
Примером конкретного выполнения может служить НЭД в разных исполнениях, конструкторско-компоновочное решение которых является общим, отличие состоит в применяемых в электровоспламенителе составах и различии в параметрах резьбы, с помощью которой осуществляют стыковку НЭД с исполнительными устройствами (М121, М121,5 или М121LH).
Корпус НЭД выполнен толстостенным и неразрушаемым. Внутренняя поверхность его опрессована электроизоляционным материалом АГ-4 и в нем установлена токопроводяшая обойма, торец которой со стороны центрального электрода также спрессован АГ-4. При этом обойма через шайбу поджата к бурту корпуса гайкой и в обойме выполнено отверстие для размещения второго гибкого вывода (первый припаян к центральному электроду). В обойме размещены электровоспламенитель и капсюль-детонатор. Электровоспламенитель НЭД имеет коаксиальную компоновку и включает гильзу, в которой установлена колодочка с центральным электродом, припаянным мостиком, навеской и снаряженным колпачком. Колпачок может быть снаряжен ТЭНом марки A (OCT В95 2275-81), при этом в качестве навески, примыкающей к мостику, используют состав ОКТАНАЛ (разработан во ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», АОТУ 391 и защищен патентом на изобретение SU 1825354 с приоритетом от 11.01.1991 г.). В другом исполнении колпачок снаряжен составом ОКТАНАЛ, при этом навеска выполнена из зажигательного замедляющего состава Кр50Сд50 (OCT В84 207-78) и состоит из трех частей: первая примыкает к мостику, третья - к колпачку, снаряженному ОКТАНАЛом, а вторая размещена в канале втулки, установленной между первой и третьей частями. Длина гильзы гарантирует утопание колпачка при установке в электровоспламенитель. Во втулке резьбовой размещен основной состав ВВ, к которому примыкает колпачок с высокоплотным зарядом ВВ. К центральному электроду припаян гибкий вывод (провод ПЭТВ) для распайки в стандартный разъем РС7ТВ.
НЭД работает следующим образом.
При подаче напряжения от источника тока на разъем 19, зафиксированный гайкой 20 на корпусе 1, по проводам 12 на обойму 2 и электрод 9 через мостик 4 будет протекать ток. Благодаря толстостенному исполнению спрессованного внутри корпуса и герметично соединенного с ним стандартного разъема обеспечивается электрическая безопасность обращения. Под действием тока мостик 4 нагревается и воспламеняет навеску 15, выполненную из ОКТАНАЛа, примыкающую к мостику 4, либо, в случае выполнения навески 15 из трех частей, сначала воспламеняется часть, примыкающая к мостику, а затем другие части. Выбор материала навески 15, ее массы и длины связан с обеспечением требуемого времени срабатывания НЭД. Далее горение передается составу, размещенному в колпачке 5 или 6. Под действием продуктов горения дно колпачка снаряженного 5 или 6 прорывается и продукты горения попадают во втулку резьбовую 17 с основным составом 16. Во втулке горение взрывчатых веществ переходит в детонацию. Необходимая инициирующая способность обеспечивается наличием на "выходе" основного состава колпачка, снаряженного ТЭНом 18. После срабатывания НЭД толстостенный корпус 1 не разрушается, предотвращая разлет осколков в боковые стороны.
Т.о. заявляемое устройство является безопасным в обращении и универсальным в применении.