НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР
LOW-VOLTAGE ELECTRIC DETONATOR

Изобретение относится к области безопасных средств взрывания, а именно к низковольтным мостиковым электродетонаторам с использованием вторичных (бризантных) взрывчатых веществ (ВВ), и может быть применено в качестве малогабаритного средства инициирования зарядов ВВ промышленного назначения, используемым в горнорудной, угледобывающей и других отраслях промышленности, а также в военной отрасли.
Известен низковольтный электродетонатор (патент RU 2706151 С1, 14.11.2019, МПК F42С 19/12(2006/01)), состоящий из корпуса-гильзы, металлической втулки, завальцованной в гильзу с зарядом ВВ в виде навесок: выходной из вторичного взрывчатого вещества (ВВ) высокой плотности, сопряженной с ней промежуточной из дефлагрирующего ВВ низкой плотности и инициирующей из дефлагрирующего ВВ высокой плотности с инициатором, установленным на диэлектрической колодке, разделенной разрядником с токовыводами. На поверхности диэлектрической колодки, граничащей с инициирующей навеской, расположен инициатор, выполненный в виде мостика накаливания из резистивного материала в виде слоя, нанесенного на диэлектрическую колодку. Инициирующая навеска выполнена с плотностью запрессовки, уменьшающейся в направлении промежуточной навески. Данный электродетонатор выбран в качестве прототипа.
Низковольтный детонатор, выбранный в качестве прототипа, обладает рядом недостатков, связанных со сложностью изготовления диэлектрической колодки, на одну из сторон которой должен быть нанесен тонкий слой инициатора (мостик накаливания) из материала с высоким удельным сопротивлением, а на противоположной стороне - разрядник, что увеличивает сложность и стоимость изготовления. Инициирующая навеска, предназначенная для уменьшения конвективного горения и задействования промежуточной навески, выполнена с изменяемой плотностью запрессовки, что усложняет процесс производства и повышает стоимость технологии изготовления. Безопасный ток срабатывания в прототипе 1А.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание технологически простого в изготовлении детонатора с повышенной безопасностью по току.
Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом низковольтном электродетонаторе, содержащем гильзу с металлическим вкладышем, в котором размещен заряд ВВ, выполненный в виде навесок: выходной из вторичною ВВ высокой плотности и сопряженной с ней промежуточной навеской из дефлагрирующего ВВ низкой плотности, следом за которой расположена инициирующая навеска из дефлагрирующего ВВ, инициатор, установленный на диэлектрической колодке, разделенной разрядником, выполненным в виде мостика накаливания с токовыводами, в отличие от прототипа, гильза выполнена из диэлектрика, инициатор, выполненный в виде помещенного в чашечку пиросостава, вместе с диэлектрической колодкой и мостиком накаливания, выполненным из покрытой оксидной пленкой константановой проволоки, размещены в первом металлическом колпачке, инициирующая навеска имеет постоянную плотность и отделена от инициатора газовым промежутком, выполнена в виде светочувствительного взрывчатого состава и помещена во второй металлический колпачок, направленный открытой поверхностью в направлении закрытого торцом чашечки инициатора.
При выполнении мостика накаливания из покрытой оксидной пленкой константановой проволоки обеспечивается устойчивость электродетонатора к многократному пропусканию через разрядник постоянного тока, что повышает безопасность при обращении с электродетонатором и увеличивает величину безопасного тока. Газовый промежуток обеспечивает повышение безопасности эксплуатации детонатора путем гарантированной защиты от разряда статического электричества различной полярности между инициирующей навеской и инициатором, размешенными в отдельных металлических колпачках.
Технологическая простота изготовления электродетонатора достигается за счет применения инициирующей навески с постоянной плотностью, выполненной из светочувствительного взрывчатого состава, а так же простотой сборки, которая может быть осуществлена непосредственно в лабораторных условиях.
Заявляемое изобретение поясняется чертежом.
Низковольтный электродетонатор содержит гильзу 1 с металлическим вкладышем 2, в котором размещен заряд ВВ, выполненный в виде навесок: выходной 3 из вторичного ВВ высокой плотности и сопряженной с ней промежуточной навеской 4 из дефлагрирующего ВВ низкой плотности, следом за которой расположена инициирующая навеска 5 из дефлагрирующего ВВ. Инициатор 12 установлен на диэлектрической колодке 9 (≤500 В, П10Б9-110), разделенной разрядником 10 в виде мостика накаливания (проволока МНМц40-1.5 Т 0.1 ГОСТ 5307-09) с токовыводами 14. Гильза 1 выполнена из диэлектрика.
Инициатор 12, выполненный в виде помещенного в чашечку 13 пиросостава, вместе с диэлектрической колодкой 9 и мостиком накаливания, выполненным из покрытой оксидной пленкой константановой проволоки (оксидная пленка на проволоке может быть получена в результате ее предварительной термически обработки) размещены в первом металлическом колпачке 8. Пиросостав массой около 35 мг включает в равных составах свинец роданистый и бертолетову соль.
Инициирующая навеска 5 имеет постоянную плотность, отделена от инициатора 12 газовым промежутком, выполнена в виде светочувствительного взрывчатого состава (например, из светочувствительного взрывчатого состава, приведенного в патенте RU 2522611 С1, 20.07.2014, Бюл. №20. Герасимов С.И., Лень А.В., Калмыков П.И.) и помещена во второй металлический колпачок 6 (латунный колпачок ∅5×3 мм), направленный открытой поверхностью в направлении закрытого торцом чашечки 13 инициатора 12.
Работа низковольтного детонатора осуществляется следующим образом.
Подача подрывного импульса на разрядник 10, выполненный в виде мостика накаливания, приводит к генерации ударной волны и формированию зоны разлета продуктов взрыва пиросостава инициатора 12 с конфигурацией, близкой к сферической форме. При этом температура продуктов взрыва по данным двойных пирометрических измерений (отношение сигналов в диапазонах 0,4-1,1 мкм к 0,8-1,1 мкм и 0,3-0,5 мкм к 0.8-1,1 мкм) примерно одинакова для всех режимов инициирования (≈3100 К). Этого достаточно для надежного инициирования светочувствительного взрывчатого состава 5, указанного в патенте RU 2522611 С1. Продукты реакции светочувствительного взрывчатого состава 5 надежно инициируют заряд промежуточной навески 4 из низкоплотного ТЭНа, который, в свою очередь, инициирует слой бризантного ВВ выходной навески 3.
Выполнение мостика накаливания из покрытой оксидной пленкой константановой проволоки, обеспечивает устойчивость электродетонатора к многократному пропусканию через разрядник постоянного тока с повышенной безопасностью по току. Повышение безопасности при эксплуатации детонатора обеспечивается наличием газового промежутка между инициирующей навеской и инициатором, размещенным в металлическом колпачке. Заявляемый низковольтный электродетонатор устойчив к многократному пропусканию через мостик накаливания постоянного тока менее 2А в течении 60 минут, при этом гарантированный ток срабатывания составляет 7±0,1 А.
Применение инициирующей навески с постоянной плотностью, выполненной из светочувствительного взрывчатого состава, и мостика накаливания из покрытой оксидной пленкой константановой проволоки, обеспечивает простоту сборки заявляемого низковольтного электродетонатора, снижает его стоимость, позволяет гарантированно инициировать детонацию в зарядах ВВ из состава пластичных взрывчатых веществ - ПВВ-7.