Лазерный детонатор


 


Владельцы патента RU 2596171:

Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР - ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)

Изобретение относится к средствам взрывания, а именно к лазерным детонаторам. Содержит установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ. Последний выполнен в виде инициирующей и выходной навесок и снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между источником излучения и оптическим подпором. Инициирующая навеска выполнена из набора навесок, не менее двух. При этом инициирующая навеска, примыкающая к оптическому подпору, выполнена в виде высокоплотного тонкослойного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента. Инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске из вторичного ВВ, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ, позволяет снизить мощность задействования, повысить надежность и эффективность задействования, повысить быстродействие и выходные характеристики лазерного детонатора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области средств взрывания повышенной безопасности, а именно лазерных детонаторов с использованием вторичных взрывчатых веществ (ВВ).

Известен «Предохранительный детонатор»», описанный в патенте РФ №2424490, опубл. 20.07.2011 г., содержащий корпус, оптический взрыватель, воспламенитель, чашечку с первичным инициирующим ВВ, заряд основного ВВ и линию подвода энергии в виде оптического волокна.

К недостаткам данного устройства следует отнести:

- наличие инициирующего ВВ;

- наличие промежуточного (затворного) заряда,

- сложность конструкции узла ввода излучения,

- нетехнологичность закрепления линии подвода энергии (оптического волокна),

- большие геометрические размеры.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является техническое решение под названием «Детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества», описанный в патенте РФ №2 427 786, опубл. 27.08.2011 г. Лазерный детонатор, содержащий установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ, выполненный в виде инициирующей и выходной навесок.

К недостаткам данного устройства следует отнести невозможность фокусировки инициирующего излучения для изменения плотности энергии (мощности), большие массогабаритные характеристики.

Целью данного изобретения является увеличение быстродействия, надежности и эффективности задействования лазерного детонатора.

Технический результат заключается в том, что удалось повысить чувствительность к лазерному излучению инициирующей навески из вторичного высокодисперсного ВВ, благодаря использованию тонкослойного высокоплотного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента, значительно увеличивающего эффективность воздействия лазерного излучения на структуру образца из ВВ за счет возникновения оптического пробоя благодаря объемному распределению наноуглеродных частиц как на поверхности зерен (кристаллов) ВВ, так и внутри, а также повысить быстродействие благодаря исключению фазы конвективного горения.

Для достижения технического результата предлагаемый лазерный детонатор, содержащий установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ, выполненный в виде инициирующей и выходной навесок, согласно изобретению снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между источником излучения и оптическим подпором, инициирующая навеска выполнена из набора навесок, не менее двух, при этом инициирующая навеска, примыкающая к оптическому подпору, выполнена в виде высокоплотного тонкослойного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента, а инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске из вторичного ВВ, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ.

Кроме того, инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ с размером частиц (0,5-1) мкм.

Кроме того, оптический подпор выполнен керамическим.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения (лазерный детонатор снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между источником излучения и оптическим подпором, инициирующая навеска выполнена из набора навесок, не менее двух, при этом инициирующая навеска, примыкающая к оптическому подпору, выполнена в виде высокоплотного тонкослойного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента, а инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске из вторичного ВВ, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ).

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень», заявитель провел дополнительный поиск с целью выявления известных решений, содержащих признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения (лазерный детонатор снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между источником излучения и оптическим подпором, инициирующая навеска выполнена из набора навесок, не менее двух, при этом инициирующая навеска, примыкающая к оптическому подпору, выполнена в виде высокоплотного тонкослойного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента, а инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске из вторичного ВВ, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ), и не обнаружил таких решений. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертеже представлен общий вид лазерного детонатора и введены следующие обозначения:

1 - корпус лазерного детонатора;

2 - источник излучения;

3 - градиентная оптическая линза;

4 - оптический подпор;

5 - инициирующая навеска, примыкающая к оптическому подпору;

6 - инициирующая навеска; примыкающая к выходной навеске;

7 - выходная навеска.

Лазерный детонатор (см. чертеж) содержит, установленные соосно в корпусе 1, источник лазерного излучения (лазерный диод) 2, градиентную оптическую линзу 3, оптический подпор 4, выполненный из керамического материала (например, окиси магния), заряд ВВ, выполненный в виде навесок: инициирующей, состоящей из навесок 5 и 6, и выходной навески 7. Инициирующая навеска 5, примыкающая к оптическому подпору 4, выполнена в виде высокоплотного тонкослойного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента, а инициирующая навеска 6, примыкающая к выходной навеске 7, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ с размером частиц, например, 0,5-1 мкм, при этом выходная навеска 7 выполнена из вторичного ВВ.

Работа лазерного детонатора осуществляется следующим образом. При подаче напряжения на источник излучения 2, лазерное излучение передается через градиентную оптическую линзу 3 и оптический подпор 4, выполненный из керамического материала, фокусируется на поверхности инициирующей навески 5, примыкающей к оптическому подпору 4 и представляющей собой тонкослойный высокоплотный заряд из высокодисперсного вторичного ВВ, например НКТ с добавлением наноуглеродного компонента, что приводит к его инициированию. В результате, в инициирующей навеске, состоящей из двух навесок 5 и 6, первая из которых 5 выполнена в виде тонкослойного заряда с добавлением наноуглеродного компонента с размером частиц (50-150) нм, и навески 6, выполненной из высокоплотного высокодисперсного вторичного ВВ с размером частиц, например, 0,5-1 мкм, развивается высокоскоростной процесс дефлаграционного (взрывчатого) превращения, переходящий в детонацию, минуя стадию конвективного горения. Инициирующая навеска, состоящая из навесок 5 и 6, инициирует детонацию выходной навески 7 из вторичного ВВ (например, тэн), что обеспечивает формирование на выходе мощного импульса давления.

Использование данного изобретения позволит снизить энергию (мощность) задействования, повысить надежность и эффективность задействования, повысить быстродействие и выходные характеристики лазерного детонатора на основе вторичных ВВ.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:

- в лазерном детонаторе улучшены эксплуатационные характеристики: повышена надежность и эффективность задействования, снижена энергия (мощность) задействования, повышено быстродействие и выходные характеристики за счет исключения стадии конвективного горения;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью выше описанных конструктивных решений, а именно получен лазерный детонатор с улучшенными характеристиками за счет выполнения инициирующей навески в виде двух высокоплотных инициирующих навесок из высокодисперсного вторичного ВВ, первая из которых представляет собой тонкослойный заряд с добавлением наноуглеродного компонента с размером частиц (50-150)нм, примыкающий к оптической вставке, а вторая - из высокоплотного высокодисперсного вторичного ВВ;

- лазерный детонатор, воплощенный в заявленном изобретении, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

1. Лазерный детонатор, содержащий установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ, выполненный в виде инициирующей и выходной навесок, отличающийся тем, что он снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между источником излучения и оптическим подпором, инициирующая навеска выполнена из набора навесок, не менее двух, при этом инициирующая навеска, примыкающая к оптическому подпору, выполнена в виде высокоплотного тонкослойного заряда из высокодисперсного вторичного ВВ с добавлением наноуглеродного компонента, а инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске из вторичного ВВ, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ.

2. Лазерный детонатор по п. 1, отличающийся тем, что инициирующая навеска, примыкающая к выходной навеске, выполнена из высокодисперсного вторичного ВВ с размером частиц (0,5-1) мкм.

3. Лазерный детонатор по п. 1, отличающийся тем, что оптический подпор выполнен керамическим.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вооружения, а именно к авиационным взрывателям. Включает корпус, блок взведения с электровоспламенителем и замедлителем.

Изобретение относится к взрывотехнике, к воспламенителям для метательного заряда в каморе ствола артиллерийского орудия для безгильзовых боеприпасов. Устройство для воспламенения метательного заряда содержит закрепленные на лафете управляющий блок питания и источник электромагнитного излучения СВЧ диапазона, связанный посредством волновода, размещенного в канале затвора, с антенной на дистальном конце, и помещенные в метательном заряде металлические инициаторы, выполненные в форме кольцевого элемента с разрывом, выполняющего функции резонансного полуволнового излучателя.

Изобретение относится к области измерения параметров срабатывания средств инициирования детонации зарядов взрывчатых веществ при взрывных работах, а именно подрывных электродетонаторов (ЭД), имеющих в составе непервичный капсюль-детонатор (КД) на основе бризантных взрывчатых веществ (БВВ) и стандартный электровоспламенитель (ЭВ) с жестким или эластичным креплением мостика накаливания.

Изобретение относится к средствам воспламенения (СВ) и предназначено для зажжения пороховых метательных зарядов артиллерийских боеприпасов картузного заряжания.

Изобретение относится к области высокоточных систем взрывания, детонаторам с электронной задержкой и может быть использовано в составе неэлектрических систем взрывания, систем инициирования на основе ударно-волновых трубок (УВТ), при инициировании систем взрывания для производства взрывных работ в добывающей промышленности, военном деле, массовой фейерверочной пиротехнике, службе МЧС и т.п.

Изобретение относится к области разработок высокоточных систем взрывания и может быть использовано в составе неэлектрических систем взрывания, систем инициирования на основе ударно-волновых трубок (УВТ) и т.п.

Изобретение относится к средствам инициирования, в частности к конструкции детонаторов, вырабатывающих детонационный импульс по истечении заданного промежутка времени за счет включения в конструкцию замедлительного состава, и может быть применено при взрывных работах.

Изобретение относится к области средств инициирования. .

Изобретение относится к инициирующему устройству и служит для предохранения детонирующего устройства от несвоевременного срабатывания. .

Изобретение относится к инициирующему устройству стрелкового вооружения и служит для предохранения детонирующего устройства от несвоевременного срабатывания. .

Изобретение относится к лазерным средствам инициирования, изготовленным с использованием вторичных взрывчатых веществ (ВВ). Лазерное средство инициирования содержит установленные соосно в корпусе 1 источник излучения 2, заряд ВВ, оптический подпор 3, размещенный между источником излучения 2 и зарядом ВВ, градиентную оптическую линзу 4, расположенную между источником излучения 2 и оптическим подпором 3, выполненным из оптически прозрачной керамики.

Изобретение относится к области взрывных устройств и может быть использовано для изготовления детонаторов на основе светочувствительных ВВ. .

Изобретение относится к горному производству, а именно к технологии ведения буровзрывных работ и способам инициирования зарядов взрывчатых веществ. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при взрывной отбойке горных пород на карьерах и ведении взрывных работ в стесненных условиях. .

Изобретение относится к способу подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ) с использованием оптических и электрических средств инициирования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, применяющих ВВ.

Изобретение относится к использованию энергии взрыва в народном хозяйстве и может быть применено в горном деле, строительстве, взрывообработке металлов и т.д. .
Наверх