ЗАРЯД ЛИТОЙ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕННИЯ

Полезная модель относится к зарядам литым для промышленного назначения, в том числе предназначена к использованию для сейсмических и других геофизических работ, при температуре от минус 50°С до плюс 50°С. Заряды могут применяться для ведения взрывных работ при инициировании от электродетонаторов типа ЭД-8, ЭДС, ЭДПР, ЭДКЗ и других средств взрывания, подобных им по инициирующей способности, разрешенных Ростехнадзором России.
Известны прессованные гидроизолированные тротиловые шашки (заряды) с центральным каналом [ОСТ 84-1367-76], используемые в качестве взрывчатых материалов (ВМ) при сейсмических и других видах геофизических работ на земной поверхности, а так же в качестве промежуточных детонаторов при проведении открытых взрывных работ горного и негорного характера.
Известна тротило-гексогеновая шашка ТГФ-850Э, содержащая сквозной канал и гнездо, входные отверстия которых соединены выемкой [Свидетельство на полезную модель RU №3642 от 27.12.95].
Для увеличения сферы применения известна шашка-детонатор ТГФ-850П, содержащая сквозной канал и гнездо, входные отверстия которых соединены выемкой, изготовленная методом заливки смесевого взрывчатого материала в оболочку из полимерного материала, имеющая скругленные внутрь кромки, заходящие за торцевые части изделия и два кольцевых выступа на цилиндрической поверхности [Свидетельство на полезную модель RU №12238 от 03.06.99].
Наиболее близкой полезной моделью (прототипом) того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является заряд литой в полимерном корпусе для промышленного взрывания, содержащий основной взрывчатый материал, гнездо, сопряженное с корпусом днище, на котором расположено ушко с отверстием для крепления заряда, отверстием на корпусе для прохождения взрывной магистрали, которое расположено с противоположной стороны от днища корпуса, и крышку, погруженную в корпус, имеющий с двух сторон резьбы, каждая из которых предназначена для завинчивания зарядов друг с другом, при этом заряд дополнительно снабжен вкладышем, который содержит высокочувствительный к удару взрывчатое вещество гексоген или ТЭН в количестве 40…65 мас. % в смеси с литым тротилом до 100 мас. % и погружен в основной взрывчатый материал с меньшей чувствительностью к удару, чем гексоген или ТЭН, литой тротил или смесь литого тротила с полидисперсным гранулотолом диаметром не более 16 мм [Патент на ПМ RU №139608 от 23.10.2013].
Существенным недостатком прототипа является сложность заливки основным взрывчатым материалом (ВМ) корпуса заряда.
Заполнение корпуса заряда прототипа основным ВМ осуществляется за восемь операций. Во время первой операции в корпус заряда прототипа через свободную горловину подается основной ВМ, которым корпус заполняется до нижнего уровня торца вкладыша. Основной ВМ во время заливки содержит один поток расплава тротила или два потока, состоящих из расплава тротила и полидисперсного гранулотола диаметром не более 16 мм. Затем (вторая операция) выжидается время, за которое расплав тротила, находящийся в корпусе заряда, охлаждается и затвердевает. Во время третьей операции в гнездо вкладыша устанавливается металлический стержень из нержавеющей стали.
Следующая операция четвертая. На затвердевшую подложку основного ВМ устанавливается вкладыш с металлическим стержнем и во время пятой операции подается вторая порция основного ВМ заданным объемом с аналогичными характеристиками, согласно первой операции. Вновь выжидается время (шестая операция), за которое расплав тротила во второй порции основного ВМ, находящегося в корпусе заряда, охлаждается и затвердеет (если образуется существенная усадочная раковина, то она дополнительно заполняется ВМ). После затвердевания расплава тротила металлический стержень вынимается из заряда (седьмая операция). Во время восьмой операции в корпус заряда на основной ВМ устанавливается крышка.
Технической задачей настоящего предложения является создание такого заряда, который упрощает (уменьшает количество операций) заполнение корпуса заряда основным взрывчатым материалом.
В предлагаемой полезной модели заряд литой для промышленного назначения в полимерном корпусе, содержащий основной взрывчатый материал, гнездо, пентолитовый вкладыш, отверстие для прохождения взрывной магистрали, и имеющий с двух сторон резьбы, каждая из которых предназначена для завинчивания зарядов друг с другом, и полимерный внутренний диск, сопряженный с корпусом заряда с помощью замка, обеспечивающего герметичность их сопряжения и фиксацию внутреннего диска по высоте корпуса, при этом пентолитовый вкладыш сопряжен с полимерным внутренним диском и заряд дополнительно снабжен внешним диском, размещенным в торце заряда с противоположной его стороны по отношению к внутреннему диску.
В качестве основного взрывчатого материала заряд содержит литой тротил или смесь литого тротила с полидисперсной тротиловой твердой фазой (куски, гранулы, чешуйки или их смеси) диаметром (размером) не более 17 мм в количестве, мас. %: от 8 до 51.
Пентолитовый вкладыш содержит ТЭН (пентаэритриттетранитрат) в количестве, мас. %: от 35 до 68, остальное тротил до 100; толщина корпуса равна, мм: от 1,0 до 1,5; диаметр отверстия для прохождения взрывной магистрали равен, мм: от 8 до 12; внутренний диаметр гнезда для детонатора имеет диаметр, мм: от 7,7 до 9,5 и глубину (длину) от 70 до 80.
Внутренний диск сопряжен с гнездом, снабженным оболочкой из полимерного материала, а пентолитовый вкладыш выполнен без внешней оболочки или выполнен с внешней оболочкой из бумаги или полимерного материала, при этом внутренний диск имеет локальные мембраны толщиной, мм: от 0,3 до 0,6 - расположенных напротив торца пентолитового вкладыша. Внутренний диск с оболочкой гнезда выполнен монолитно.
Основной взрывчатый материал и взрывчатый материал пентолитового вкладыша дополнительно содержат пара-мононитротолуол в количестве, мас. %: от 0,1 до 1,5, сверх 100; или содержат, мас. %: от 0,25 до 2,0, сверх 100 - смесь мононитротолуолов, содержащей пара-мононитротолуол более 40 мас. %.
Заполнение корпуса предлагаемого заряда основным ВМ осуществляется не за восемь операций (как у прототипа), а за меньшее количество операций (упрощается заполнение корпуса заряда основным взрывчатым материалом).
Полезная модель поясняется рисунками Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4.
Заряд литой для промышленного назначения состоит из полимерного корпуса 1, Фиг. 1, основного ВМ 2; гнезда 3; оболочки 4 из полимерного материала; внешней оболочки 5 пентолитового вкладыша 6; резьб 7 и 10, расположенных с противоположных сторон заряда; внешнего диска 8; отверстия 9 для прохождения взрывной магистрали; замка А, представляющего собой прерывистые вогнутые ребра 11, Фиг. 1 и Фиг. 2, выступ 12 ободка 13 полимерного внутреннего диска 14 с локальными мембранами 15, Фиг. 1 и Фиг. 4, обеспечивающего герметичность сопряжения выступа 12, Фиг. 2, и ободка 13 внутреннего диска 14, с корпусом 1 заряда и фиксацию внутреннего диска 14 по высоте корпуса 1; литого тротила 16, Фиг. 3, и полидисперсной тротиловой твердой фазы (куски 17, гранулы 18, чешуйки 19).
В качестве основного ВМ 2, Фиг. 1, заряд содержит литой тротил 16, Фиг. 3, или смесь литого тротила 16 с полидисперсной тротиловой твердой фазой (куски 17, гранулы 18, чешуйки 19 или их смеси) диаметром не более 17 мм в количестве, мас. %: от 8 до 51.
Пентолитовый вкладыш 6, Фиг. 1, содержит ТЭН в количестве, мас. %: от 35 до 68, остальное тротил до 100; толщина δ корпуса 1 заряда равна, мм: от 1,0 до 1,5; диаметр D отверстия 9 для прохождения взрывной магистрали равен, мм: от 8 до 12 мм; внутренний диаметр d гнезда 3 для детонатора имеет диаметр, мм: от 7,7 до 9,5 и глубину L от 70 до 80.
Внутренний диск 14 сопряжен с гнездом 3, снабженным оболочкой 4 из полимерного материала, а пентолитовый вкладыша 6 выполнен без внешней оболочки 5 или выполнен с внешней оболочкой 5 из бумаги или полимерного материала, при этом внутренний диск 14 имеет локальные мембраны 15, Фиг. 4, толщиной h, мм: от 0,3 до 0,6 - расположенных напротив торца пентолитового вкладыша 6.
Внутренний диск 14, Фиг. 1, с оболочкой 4 гнезда 3 выполнен монолитно.
Основной ВМ 2, Фиг. 1, и ВМ пентолитового вкладыша 6 дополнительно содержат пара-мононитротолуол (пара-МНТ) в количестве, мас. %: от 0,1 до 1,5, сверх 100; или содержат, мас. %: от 0,25 до 2,0, сверх 100 - смесь мононитротолуолов (МНТ), содержащей пара-МНТ более 40 мас. %.
Заполнение корпуса 1, Фиг. 1, основным ВМ 2 осуществляется следующим образом. Во время первой операции сверху через свободную горловину корпуса 1, Фиг. 1, основной ВМ 2 подается в заданном количестве и заполняется до верхнего торца корпуса 1. Основной ВМ 2 во время заливки содержит один поток расплава тротила или два потока, один из которых состоит из расплава тротила, а второй из полидисперсной тротиловой твердой фазы с заданными параметрами. Начальные температуры расплава тротила и полидисперсной тротиловой твердой фазы соответственно равны 85-90°С и 20-25°С. Температура окружающего воздуха равна 20-25°С.
Затем (вторая операция) выжидается время, за которое расплав тротила 16, Фиг. 3, находящийся в корпусе 1, Фиг. 1, заряда, охлаждается и затвердевает (если образуется существенная усадочная раковина, то она дополнительно заполняется ВМ). Во время третьей операции в торце заряда устанавливается внешний диск 8.
Содержание полидисперсной тротиловой твердой фазы (куски 17, гранулы 18, чешуйки 19 или их смеси), Фиг. 3, в смеси с литым тротилом 16 менее 8 мас. % существенно не влияет на время затвердевания литого тротила, а при - более 51 мас. % и диаметре твердой фазы более 17 мм усложняется заполнение корпуса 1, Фиг. 1, заряда.
При количестве ТЭНа в пентолитовом вкладыше 6 менее 35 мас. % существенно уменьшается энергия взрыва вкладыша, а - при более 68 мас. % увеличивается сложность его производства. Толщина δ корпуса 1 менее 1,0 мм не обеспечивает прочностные характеристики его, а - более 1,5 мм приводит к дополнительному расходу полимерного материала. Диаметр D отверстия 9 для прохождения взрывной магистрали менее 8 мм не позволяет свободно пройти электродетонатору через него, а - более 12 мм уменьшает жесткость корпуса 1 в месте его нахождения.
Внутренний диаметр d гнезда 3 менее 7,7 мм не позволяет поместить средства взрывания (электродетонатор, капсюль-детонатор) внутрь его, а - более 9,5 мм применять нельзя, так как будет большое расстояние между поверхностью электродетонатора (капсюля-детонатора) и внутренней поверхностью ВМ пентолитового вкладыша 6. Глубина L гнезда 3 менее 70 мм уменьшает надежность передачи детонации от электродетонатора (капсюля-детонатора) к вкладышу 6, а при - более 80 мм усложняет производство вкладышей 6.
Если основной ВМ 2, Фиг. 1, и ВМ пентолитового вкладыша 6 содержат пара-МНТ менее 0,1 мас. %, сверх 100 мас. %, (аналогично, если - содержат смесь МНТ менее 0,25 мас. %, сверх 100 мас. %, содержащего пара-МНТ более 40 мас. %), то сложно обеспечить дистанционное обнаружение ВМ заряда, а если - более 1,5 мас. %, сверх 100 мас. %, (аналогично, если - содержат смесь МНТ более 2,0 мас. %, сверх 100 мас. %, содержащего пара-МНТ свыше 40 мас. %), то существенно возрастает себестоимость заряда.
Количество операций заполнения корпуса заряда основным ВМ у прототипа и предлагаемой полезной модели приведены в таблице.
Таблица. Количество операций заполнения корпуса заряда основным ВМ у прототипа и предлагаемой полезной модели (суммарная масса основного ВМ и ВМ пентолитового вкладыша 1000 г; масса ВМ пентолитового вкладыша 75 г; высота моделей 260 мм, диаметр 70 мм)
Из приведенной таблицы видно, что количество операций по заполнению корпуса основным ВМ у прототипа равно 8, а количество операций - у предлагаемой полезной моделью равно 3. Следовательно, количество операций по заполнению корпуса заряда основным ВМ у предлагаемой модели по сравнению с прототипом уменьшилось на 5, что решает поставленную техническую задачу настоящего предложения - создание такого заряда, который упрощает заполнение его корпуса основным взрывчатым материалом.
По заказу потребителя можно производить заряды литые для промышленного назначения массой ВМ, г: от 250 до 5000.