Матрица с прерываемым каналом детонационной цепи

Авторы патента:

F42B3/10 - инициирующие устройства для подрывных зарядов (ударные взрыватели F42C 7/00; ударные капсюли F42C 19/10; электродетонаторы F42C 19/12)

Владельцы патента RU 2776505:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)

Изобретение относится к взрывной технике и может быть использовано при разработке средств повышения безопасности взрывных устройств (ВУ) за счет прерывания детонационной цепи (ДЦ) с гарантией сохранения высокого уровня надежности ВУ. Матрица с прерываемым каналом детонационной цепи содержит взрывчатый состав и накрывающий его инертный слой. В матрице и накрывающем инертном слое по боковым сторонам канала и под ним выполнены полости (пазы) с образованием в инертном слое перемычки. В одной из боковых полостей располагается нож с плоским прямоугольным или вогнутым профилированным торцом, большая сторона которого превышает прилегающий размер - высоту перемычки. Техническим результатом является возможность прерывания канала ДЦ, обеспечение взрывобезопасности в процессе прерывания. 2 ил.

Известен пороховой нож (патент РФ №2287411; МПК B23D 15/14, B21F 11/00; опубл. в бюл. №32 от 20.11.2006), содержащий исполнительный механизм в виде режущего инструмента и пусковой механизм в виде порохового заряда с приводом, который отключает несколько электрических цепей, перерезая кабели.

Недостатком порохового ножа является то, что в случае его применения в ВУ для прерывания электрической цепи подрыва от электродетонатора (ЭД) детонационные цепи остаются в работоспособном состоянии. Тогда при интенсивном аварийном воздействии на ЭД не исключается взрыв ВУ в целом.

Известен пирорезак (патент РФ №2353481; МПК B23D 15/12, B64D 17/72; опубл. в бюл. №12 от 27.04.2009), содержащий корпус с отверстием под разрушаемый элемент, с ударно-спусковым механизмом, газообразующим зарядом и цилиндрическим ножом с двухсторонней заточкой.

Недостатком пирорезака является то, что в случае попытки его применения в ВУ для прерывания детонационной цепи не исключается превышение допустимых параметров механического воздействия на взрывчатое вещество (или взрывчатый состав, далее - ВВ) от острой кромки цилиндрического ножа с опасным инициированием воспламенения или детонации ВВ.

Известна взрывная логическая схема (патент РФ №2247923; МПК F42B 3/10; опубл. в бюл. №7 от 10.03.2005), содержащая плату с входами и выходом, детонационными прутками (каналами) с обеих сторон, исполнительными элементами, разрушающими детонационную связь и выполненными в виде приемного заряда и примыкающей инертной преграды со стороны разрушаемого прутка с возможностью перемещения под действием продуктов взрыва приемного заряда.

Недостатком взрывной логической схемы является то, что разрушение детонационной цепи (ДЦ) происходит только в момент детонации всей схемы при срабатывании изделия и дальнейшее разрушающее воздействие продуктов взрыва ВВ схемы уже не влияет на работоспособность схемы и изделия. Однако в ряде случаев необходимо отключение ДЦ заранее, без взрыва, что данная схема не обеспечивает.

Взрывная логическая схема является наиболее близким аналогом.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в возможности прерывания канала ДЦ, надежно отключаемого простейшим способом и гарантированно обеспечивающего взрывобезопасность в процессе и после прерывания.

Указанный технический результат достигается матрицей с прерываемым каналом детонационной цепи, содержащим взрывчатый состав, накрытым инертным слоем, за счет того, что в матрице и накрывающем инертном слое по боковым сторонам канала и под ним выполняются полости (пазы), в матрице и накрывающем инертном слое образуется перемычка. В одной из боковых полостей располагается нож с плоским прямоугольным торцом или вогнутым профилированным торцом, большая сторона которого превышает прилегающий размер (высоту) перемычки.

Полости (пазы) в матрице и накрывающем инертном слое по боковым сторонам канала и под ним выполнены так, что образуют в матрице и накрывающем инертном слое перемычку (мостик) из материала матрицы и накрывающего инертного слоя так, что и в пределах перемычки инертный материал окружает канал с ВВ со всех сторон. Перемычка представляет собой участок канала ДЦ, подготовленный для разрушения с минимальными последствиями для окружающей конструкции изделия.

В одной из боковых полостей расположен нож с плоским прямоугольным торцом либо торцом с вогнутой профилированной поверхностью - цилиндрической, сферической, предназначенный для выдавливания части перемычки в полость с другой стороны перемычки - в другую полость без касания ВВ канала кромками ножа. Силовое воздействие ножа на перемычку обеспечивается, например, пневматическим приводом.

Большая сторона торца ножа превышает размер прилегающей стороны перемычки, образованной в матрице и накрывающем инертном слое, для гарантированного полного выноса выдавливаемой части перемычки в другую полость. Этому же способствует ограниченная длина полости под перемычкой.

Для выполнения матрицы и накрывающего инертного слоя может быть выбран пористый пластический материал (пластмасса) плотностью в пределах 0,5…0,8 г/см³. Материал рабочей части ножа должен иметь пределы прочности при сжатии и смятии, превышающие пределы прочности материала перемычки. При давлении ножа торцом на перемычку с разрушающим усилием в ней образуются две поперечные расходящиеся косые трещины, идущие от кромок ножа в сторону другой полости. Для квазистатического разрушения перемычки не требуется высокая скорость смещения ножа, достаточно значений в диапазоне 0,1…10 м/с. В расширяющихся зазорах косых трещин происходит срезающе-растягивающий разрыв пластичного ВВ прерываемого канала и последующий вынос ножом отколовшейся части (частей) перемычки с частью ВВ и части (частей) накрывающего инертного слоя в другую полость. Нож, сместившийся на расстояние, превышающее поперечный размер (ширину) перемычки, устанавливается между сохранившимися частями перемычки и, при срабатывании ДЦ, надежно предотвращает распространение детонации между оставшимися частями канала за счет ослабления необходимой толщиной ножа возникающей в его материале ударной волны. Поскольку торцевой нож в процессе всего прерывания канала ДЦ путем разрушения перемычки не касается ВВ, и разрыв ВВ происходит, в том числе, от непосредственного воздействия кромками достаточно мягкого пластического материала перемычки, то в ВВ не возникает опасных местных перенапряжений, способных привести к его вспышке или детонации. Смещенное положение ножа фиксируется приводом или специальным дополнительным устройством. Нож, испытывающий сжатие от привода, для исключения потери устойчивости размещается с минимальными зазорами в направляющем пазу матрицы, накрытом конструктивными слоями изделия и выходящим в полость у перемычки.

Применение предлагаемой матрицы с прерываемым каналом ДЦ позволяет надежно и безопасно прерывать ДЦ, например - отключать детонационную связь между электродетонатором и основным зарядом ВВ изделия. Матрица с прерываемым каналом ДЦ обеспечивает функцию прерывания простейшим способом - разрушением подготовленного участка, не требуя применения точной механики.

Матрица с прерываемым каналом ДЦ, как простое устройство высокой надежности, может быть использована не только для отключения, но и для включения ДЦ в случае применения детонационных логических схем, например - в ДЦ, построенной по схеме управляемой детонационной логической цепи (патент РФ №2470256; МПК F42D 1/04, F42B 3/10; опубл. в бюл. №35 от 20.12.2012). Такая схема содержит управляемый (отключаемый) канал вывода из строя, который реализует принцип функционального разрыва - обеспечивает исходный «функциональный разрыв» ДЦ при исходно физически сомкнутых ее участках. Включение такой ДЦ осуществляется прерыванием (разрушением) управляемого канала вывода из строя, выполненного в виде прерываемого канала ДЦ предлагаемой матрицы.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

Фиг. 1 - Конструкция матрицы с прерываемым каналом детонационной цепи (накрывающий инертный и конструктивный слои не показаны).

Фиг. 2 - Разрез конструкции матрицы с прерываемым каналом детонационной цепи поперек перемычки.

На фигурах позициями обозначены: 1 - детонационный канал с ВВ, 2 - матрица, 3 - накрывающий инертный слой, 4 - нож, 5 - полость (паз) с ножом, 6 - вторая полость, 7 - ограничивающая полость, 8 - перемычка (мостик), 9, - направляющий паз, 10 - конструктивный слой, 11 - направление движения ножа.

Устройство функционирует следующим образом: при срабатывании привода (на фиг. не показан) нож 4 внедряется в перемычку 8 с ВВ и разрушает ее, вынося материал во вторую полость 6 и, одновременно, перекрывая детонационный канал 1.

Разработаны расчетно-теоретическая модель матрицы с прерываемым каналом детонационной цепи и рабочие чертежи на устройство прерывания ДЦ, по которым изготовлен и успешно испытан опытный образец устройства с пневматическим приводом.

Матрица с прерываемым каналом детонационной цепи, включающим взрывчатый состав, и накрывающим его инертным слоем, отличающаяся тем, что в матрице и накрывающем инертном слое по боковым сторонам канала и под ним выполнены полости, образующие в матрице и накрывающем инертном слое перемычку, в одной из боковых полостей расположен нож с плоским прямоугольным или вогнутым профилированным торцом, большая сторона которого превышает размер прилегающей стороны перемычки.

Изобретение относится к области безопасных средств взрывания, а именно к низковольтным мостиковым электродетонаторам с использованием вторичных - бризантных взрывчатых веществ (ВВ). Низковольтный электродетонатор содержит гильзу с металлическим вкладышем, в котором размещен заряд ВВ, выполненный в виде навесок: выходной из вторичного 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 мостка накаливания с токовыводами.

Способ изготовления элементов детонационных разводок // 2772451

Изобретение относится к области взрывной техники, может быть использовано для изготовления детонационной разводки для инициирования зарядов из малочувствительных взрывчатых составов с помощью 3D-аддитивного формования. Способ изготовления элементов детонационных разводок включает формирование пространственной конфигурации на поверхности основания схемы детонационной разводки методом 3D-аддитивного формования путем послойного наплавления нитевидного материала - филамента - с получением модели детонационной разводки.

Капсюль-детонатор накольного действия и способ его изготовления // 2772413

Изобретение относится к средствам инициирования, предназначенным для возбуждения детонации зарядов взрывчатых веществ. Капсюль-детонатор накольного действия включает оболочку, в которую запрессованы накольный состав, инициирующий и боевой заряды.

Устройство взрывное // 2768874

Изобретение относится к детонирующим устройствам, срабатывающим при воздействии заданного механического усилия, не содержащим инициирующих взрывчатых веществ, и может быть использовано при разработке конструкции механического взрывателя и в детонационных цепях взрывной автоматики. Устройство взрывное состоит из корпуса 1, выполненного в виде гильзы, с расположенными в ней инициатором, выполненным в виде корпуса 2, с запрессованным в нем инициирующим зарядом 5, выполненным т-образной формы в сечении из вторичного ВВ, установленным на нем бойком 3, выполненным в форме диска из пьезокерамического материала, и зафиксированным фиксатором 4, выполненным в виде колпачка с центральным отверстием по оси из неметаллического материала.

Взрывное логическое устройство // 2761918

Изобретение относится к логическим взрывным устройствам, к устройствам, реализующим логические операции с помощью взрыва, и может быть использовано во взрывных системах, к которым предъявляются высокие требования по безопасности для защиты детонационных цепей подрыва при случайных или несанкционированных действиях.

Детонирующее устройство // 2761916

Изобретение относится к области средств взрывания повышенной безопасности, а именно к низковольтным мостиковым электродетонаторам, и может быть использовано в качестве малогабаритного средства инициирования при проведении взрывных работ. Детонирующее устройство содержит корпус 1, с установленным внутри него вкладышем 2 с зарядом взрывчатого вещества, выполненным в виде навесок: выходной 3, промежуточной 5 и инициирующей 6, сопряженной с инициатором 7.

Отсекающий инициатор (варианты) // 2754314

Группа изобретений относится к взрывной технике, а именно к устройствам повышения безопасности систем инициирования детонации взрывных зарядов объекта подрыва, имеющего несколько точек инициирования, например, в скважинных перфораторах, многосекционных зарядах, в осколочных боевых частях направленного действия.

Устройство индукционного нагрева // 2754313

Изобретение относится к области электрических средств воспламенения, а именно к индукционному нагреву, и может быть использовано для нагрева изделий внутри герметичного контейнера, в том числе с целью задействования содержащихся в изделии пиротехнических составов, взрывчатых веществ (ВВ), порохов и других химических веществ.

Устройство передачи детонации // 2749146

Устройство передачи детонации состоит из корпуса 1, в котором выполнены два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой. В одном канале расположен инициатор 2, а в другом размещен приемный узел, содержащий приемный 5 и передающий 6 заряды ВВ, и фиксатор 4 с установленной в нем диэлектрической прокладкой 3, граничащей с приемным зарядом ВВ 5.

Устройство передачи детонации // 2746956

Изобретение относится к устройствам, инициирующим и направленно передающим детонацию с целью инициирования взрывного заряда объекта подрыва. Устройство передачи детонации имеет металлический корпус с установленным в нем вкладышем, в котором организован детонационный канал между детонатором и объектом подрыва.