УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БРИЗАНТНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ И ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ СОСТАВОВ

Полезная модель относится к физике взрыва, в частности, к устройствам для исследования и определения абсолютной бризантности взрывчатых веществ ВВ и экзотермических составов, которые могут использоваться в горнодобывающей промышленности для разрушения горных пород, сварки взрывом, в пиротехнике, в нефтедобывающей промышленности и т.д.
Известно устройство для испытания пиротехнического состава, которое содержит оболочку для размещения в ней испытуемого образца, узел воспламенения и электроды, соединенные с каналом регистрации электрического сигнала, при этом хотя бы часть торцевой поверхности оболочки со стороны узла воспламенения выполнена из электропроводного материала и является одним из электродов, а другой, проволочный электрод, размещен внутри оболочки вдоль ее продольной оси, при этом устройство дополнительно содержит канал регистрации электрического сигнала и проволочный электрод, установленный параллельно первому проволочному электроду, причем оба проволочных электрода изготовлены из одного материала, имеют одинаковые размеры, расположены симметрично относительно продольной оси оболочки и соединены с дополнительным каналом регистрации электрического сигнала (RU 2149401 C1, G01N 33/22, G01N 27/00, 20.05.2000).
3
Известное изобретение использовано для изучения режимов горения и контроля качества пиротехнических (экзотермических) составов конденсированных неэлектропроводных систем, дающих при горении электропроводные шлаки, в частности состава из смеси смесь порошков Zr+WO.
Так было показано, что указанный пиротехнический состав горит не в автоколебательном режиме. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения других характеристик составов, в частности бризантности ВВ и экзотермических составов.
Известен ГОСТ 5984-99, «Вещества взрывчатые», Методы определения бризантности, (переиздан в сентябре 2002 г), в котором описано устройство (импульсометр) для измерения бризантности, которое включает стальную плиту 5, установленный на плите бризантометр 4 с испытуемым зарядом ВВ 4 в контакте с электродетонатором 1 через промежуточный детонатор 2.
Известно устройство для определения бризантности ВВ, описанное в статье «Влияние плотности и состава взрывчатого вещества на импульс взрыва», сб. Взрывное дело, 352, вып.9, 1963, с.91-100, который содержит электродетонатор 1, дополнительный детонатор, исследуемое ВВ, пластину 4, накладку 5, поршень 6, цилиндр 7, медный крешер, подставку 9 и основание 10.
Известные устройства эффективны для определения только относительной бризантности преимущественно штатных (мощных) ВВ и не позволяют измерять с высокой точностью бризантность ВВ в абсолютных единицах (кг или Н) и имеют ограничения при измерениях бризантности экзотермических составов средней и малой мощности.
Задачей полезной модели является усовершенствование известного устройства.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности измерения бризантности ВВ и экзотермических составов в абсолютных единицах силы (кг или Н).
Технический результат достигается тем, что устройство для определения бризантности взрывчатых и экзотермических составов, включающее технологически связанные между собой узел инициирования с электровводами 1 для детонаторов, поршень, на верхней части поверхности которого установлен исследуемый состав, согласно полезной модели, оно дополнительно содержит калиброванный датчик силы, расположенный с нижней стороны поршня, позволяющий регистрировать бризантность в единицах силы, связанный с аналого-цифровым преобразователем и персональным компьютером, при этом исследуемый состав помещают в замкнутый реактор или на металлическую пластину, установленную на поршне.
Устройство для определения бризантности взрывчатых и экзотермических составов включает технологически связанные между собой узел инициирования с электровводами 1 для детонаторов, реактор 2 с исследуемым составом 3 или металлическую пластину (не показано), которые помещают на верхней части поршня 4, калиброванный в ньютонах датчик силы 5, установленный с нижней стороны поршня и связанный с аналого-цифровым преобразователем 6 и персональным компьютером ПК 7.
Устройство работает следующим образом:
Вариант 1
В качестве модельного исследуемого состава использовалась экзотермическая эквимолярная смесь порошков серы и цинка Zn+S.
На верней части поверхности поршня 4 устанавливают замкнутый металлический реактор 2 с исследуемым составом 3, который приводят в контакт через электровводы 1 с детонатором узла инициирования. Под поршень (с нижней стороны) помещают датчик силы 5. Инициирование исследуемого состава осуществляют электродетонаторами, путем подачи на них импульса тока. После инициирования детонационного процесса, датчик силы регистрирует бризантность (ударный импульс) от исследуемого экзотермического состава, помещенного в реакторе. Далее сигнал от датчика силы поступает на аналого-цифровой преобразователь 6, который управляется компьютером 7. Датчик силы регистрирует бризантность в исследуемых составах в абсолютных единицах силы (Н), которая для исследуемой смеси Zn-S, при проведении 3-х параллельных испытаний составила 2000±2 Н.
Вариант 2
В качестве модельного исследуемого состава использовалась стандартная навеска ВВ - тринитротолуола (тротила), которая размещалась на металлическую пластину (вместо реактора), установленную на верхней части поверхности поршня. Инициирование проводилось электродетонаторами. После инициирования детонационного процесса, датчик силы регистрирует бризантность от исследуемого взрывчатого вещества. Далее сигнал от датчика силы поступает на аналого-цифровой преобразователь, который управляется компьютером.
Полученная величина бризантности для тротила при проведении 3-х параллельных испытаний составила 2200±2 Н.
Датчик силы промышленного изготовления состоит из четырех тензорезисторов, соединенных по мостовой схеме и вмонтированных в металлическую оболочку. Питание моста осуществляется от АЦП.
Приведенные составы не ограничивают возможности определения бризантности с использованием предлагаемого устройства и могут быть осуществлены специалистами для ВВ любой мощности и для многообразных пиротехнических и экзотермических составов.
Высокая точность измерения бризантности взрывчатых и экзотермических составов необходима для безопасного использования составов в горнодобывающей промышленности при разрушении горных пород, при сварке взрывом, в пиротехнике и т.д., что подтверждает технический результат полезной модели.