электровоспламенитель к электродетонатору
Классы МПК: | F42C19/08 воспламенители F42B3/18 предохранительного типа, те не срабатывающие от статического электричества или блуждающих токов |
Автор(ы): | Неклюдов А.Г., Поздняков С.А., Гольдинштейн З.М., Шумский А.И., Попов В.К., Ведерников Ю.Н., Агеев М.В., Копнов В.Л., Егоров Н.С. |
Патентообладатель(и): | Государственное унитарное предприятие Новосибирский механический завод "Искра" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-06-20 публикация патента:
10.04.2003 |
Изобретение относится к области создания средств инициирования и воспламенения и может быть использовано при изготовлении безопасных электровоспламенителей (ЭВ) к электродетонаторам (ЭД) промышленного назначения, используемым в горнорудной, угледобывающей, нефтегазовой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: в электровоспламенителе в качестве мостика накаливания используется молибденовая проволока и в качестве воспламенительного состава состав следующей рецептуры: перхлорат калия - 40
80%, бор (аморфный) - 10
30%, дополнительный окислитель - 10
30%, связующее 1,5
2,5% сверх 100%, где в качестве дополнительного окислителя могут быть использованы следующие соединения: двуокись свинца, свинцовый сурик, окись свинца, хромат свинца, а для ЭВ малотоксичных, не содержащих в продуктах сгорания высокотоксичных соединений свинца, могут быть использованы окись висмута, хромат бария, окись меди. В качестве связующего могут быть использованы фторкаучук, бутадиен-нитрильные каучуки и смеси бутадиен-нитрильного каучука с коллоксилином. Изобретение позволяет повысить безопасность проведения взрывных работ при добыче полезных ископаемых и строительстве за счет увеличения безопасного тока (не менее 1 А), повышения защиты к зарядам статического электричества, уменьшения чувствительности воспламенительной головки ЭВ к тепловым и механическим воздействиям при обеспечении надежного срабатывания ЭД при групповом подрыве. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3




Формула изобретения
1. Электровоспламенитель для промышленного электродетонатора, содержащий в своем составе мостик накаливания, воспламенительный состав, на который нанесено токопроводное покрытие, жесткий каркас, выводные провода, пробку из полимерного материала с токопроводными добавками, отличающийся тем, что на мостик накаливания нанесен состав следующей рецептуры, %:Перхлорат калия - 40 - 80
Бор (аморфный) - 10 - 30
Дополнительный окислитель - 10 - 30
Связующее сверх 100% - 1,5 - 2,5
2. Электровоспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного окислителя могут быть использованы следующие соединения: двуокись свинца, свинцовый сурик, хромат свинца, хромат бария, окись висмута, окись свинца. 3. Электровоспламенитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве связующего могут быть использованы фторкаучук, коллоксилин, бутадиен-нитрильный каучук, смесь бутадиен-нитрильного каучука с нитроцеллюлозой или коллоксилином. 4. Электровоспламенитель по пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве материала мостика накаливания использован молибден.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области создания средств инициирования и воспламенения и может быть использовано при изготовлении безопасных электровоспламенителей (ЭВ) к электродетонаторам (ЭД) промышленного назначения, используемым в горнорудной, угледобывающей и других отраслях промышленности. В настоящее время промышленные ЭД, широко используемые при проведении взрывных работ в горнорудной и угледобывающей промышленности, геофизических взрывов, обладают повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (блуждающие токи, заряды статического электричества и др.), что заметно повышает стоимость добычи полезных ископаемых и ухудшает условия техники безопасности из-за возможных преждевременных взрывов зарядов. В последние десятилетия опасность возникновения преждевременных взрывов сильно возросла. Это вызвано тем, что на объектах, на которых производится электровзрывание, стало значительно больше электрифицированных механизмов, а также в большом количестве применяются изделия из синтетических материалов (трубопроводы, шланги, транспортные ленты и др.), способные при определенных условиях накапливать электростатические заряды. Электротяговые блуждающие токи и токи утечки из электрических установок при добыче полезных ископаемых могут достигать значения до 1 А (А.И. Лурье "Электрическое взрывание зарядов", М., Недра, 1973, с.210). Таким образом, в настоящее время существует необходимость в создании ЭВ к ЭД с пониженной чувствительностью к блуждающим токам, зарядам статического электричества, а также с пониженной чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям воспламенительной головки ЭВ. Это необходимо как для модернизации штатных ЭД, так и для создания нового поколения безопасных ЭД, не содержащих в своем составе инициирующих взрывчатых веществ. Применение ЭВ связано с опасностью преждевременного срабатывания под воздействием блуждающих токов наводки или зарядов статического электричества. Для предупреждения этой опасности были предложены как различные типы воспламенительных составов, так и различные конструктивные решения ЭВ. Все известные способы защиты ЭД от зарядов статического электричества и блуждающих токов можно подразделить на две группы: предотвращение прохождения искрового разряда через состав воспламенительной головки ЭВ и исключение воспламенения состава при прохождении через мостик накаливания или разрядный промежуток внутри головки ЭВ. К первой группе можно отнести различные способы изоляции воспламенительной головки от гильзы ЭД путем покрытия воспламенительной головки изолирующими лаками и эмалями или с помощью трубок и втулок (патент ЧССР 152844 от 15.04.74, кл. F 42 B 3/18), а также за счет нанесения электропроводного покрытия на головку воспламенителя, отводящего разряд от головки на провода ЭВ (патент Австрии 291076 от 15.10.70, кл. С 06 С 3/02). Эти способы в определенной степени защищают головку ЭВ от разрядов статического электричества, однако не защищают от блуждающих токов (не увеличивают безопасный ток). Ко второй группе способов защиты ЭД от зарядов статического электричества, а также от блуждающих токов можно отнести применение мостиков накаливания увеличенных диаметров (нихром, константан), шунтирования мостика накаливания вне воспламенительной головки с помощью отрезка проволоки (патент ЧССР 101556, кл. 78е3, 1961), а также применения воспламенительных составов с пониженной чувствительностью к тепловому импульсу. Однако, как показывает анализ литературных данных, с помощью увеличения диаметра мостика накаливания, а также его шунтирования нельзя повысить безопасный ток до 0,8-1 А без существенного увеличения импульса воспламенения и уменьшения количества изделий, подрываемых в группах. Известен ЭД с ЭВ, обладающим повышенной устойчивостью к зарядам статического электричества и блуждающим токам (патент США 3286628 от 22.11.66, кл. 102-28). Сущность изобретения заключается в использовании воспламенительных составов бор - окись свинца, бор - свинцовый сурик (В - Рb3O4), которые обладают высокими уровнями напряжения пробоя. Недостатком является сложность конструкции изделия, поскольку состав является малогазовым, необходима новая конструкция ЭВ. Низкая чувствительность к тепловому импульсу воспламенительного состава требует большой энергии воспламенения, которая не может быть обеспечена взрывными приборами при групповом подрыве изделий. Известно электровоспламенительное устройство (патент США 345045 от 17.06.69, кл. F 42 C 11/00), которое содержит мостик накаливания с сопротивлением 0,3-1,0 Ом, окруженный воспламенительным составом насыпной плотности. Состав содержит от 10 до 90% магния, от 90 до 10% двуокиси теллура и от 1 до 30% инертного диэлектрического полимера. Воспламенительное устройство имеет безопасный ток 1 А при мощности импульса 1 Вт в течение 5 минут. Недостатком является использование высокотоксичного дефицитного компонента воспламенительного состава - окиси теллура (ТеO2). К недостаткам также следует отнести использование состава в насыпном виде и высокую энергию задействования, которую практически не обеспечить при групповом подрыве. Наиболее близким к заявляемому ЭВ для ЭД являются ЭВ согласно ОСТ 84-1380-76 (Щукин Ю. Г, Лютиков ГГ. , Поздняков З.Г "Средства инициирования промышленных взрывчатых веществ", М., "Недра", 1996, с.51) как с эластичным креплением мостика накаливания ЭВ-Э, так и с жестким креплением мостика накаливания ЭВ-Ж. ЭВ состоит из воспламенительного состава, нанесенного на мостик накаливания (нихром, 30 мкм), головка воспламенителя по поверхности покрыта токопроводным составом на основе окиси железа в нитролаке. С обоих концов мостик соединен с выводными проводами, проходящими (без изоляции) через пробку, изготовленную из полиэтилена с токопроводными добавками. Пробка вставляется в открытый конец ЭД. В случае жесткого крепления мостика накаливания (ЭВ-Ж) используется каркас, к выводным латунным полоскам которого припаен мостик накаливания. Каркас заключен вместе с выводными проводами, которые припаяны или приварены к ножкам контактных полосок каркаса, в такую же пробку (полупроводниковая пробка), как в случае ЭВ-Э. В качестве воспламенительного состава используется состав: бертолетова соль - роданистый свинец (49,5:49,5) с добавкой 1% свинцового сурика или бертолетова соль - роданистый свинец (50:47) с добавкой 3% хромата свинца (Щукин Ю.Г, Лютиков Г.Г., Поздняков З.Г. "Средства инициирования промышленных взрывчатых веществ", М., "Недра", 1996, с.23). Перед нанесением на мостик накаливания состав замешивается на нитролаке и наносится на мостик накаливания способом окунания с последующей сушкой и с последующим нанесением на воспламенительную головку токопроводного покрытия. Недостатком данной конструкции ЭВ для ЭД является малый безопасный ток (0,2 А), который не гарантирует безопасность изделия в эксплуатации. Также следует отметить, что данный ЭВ для ЭД обладает недостаточной защитой от зарядов статического электричества, высокой чувствительностью к механическим воздействиям, что во многом связано с использованием высокочувствительного воспламенительного состава. Кроме того, данный ЭВ в конструкции КД обладает малым временем передачи. Известно (А.И. Лурье "Электрическое взрывание зарядов" М., Недра, 1973, с. 22), что увеличение времени передачи или токопроводности мостика накаливания является одним из путей повышения надежности группового подрыва. Под временем передачи ЭВ понимают время от воспламенения до выброса форса огня из головки воспламенителя, а у ЭД мгновенного действия - до взрыва ЭД. Целью настоящего изобретения является создание ЭВ для ЭД, обеспечивающего повышение безопасного тока не менее 1 А, увеличение времени передачи (токопроводности мостика накаливания), повышение защиты ЭД с данным ЭВ от зарядов статического электричества и уменьшение чувствительности к механическим и тепловым воздействиям воспламенительной головки ЭВ. Предлагаемый ЭВ в конструкции ЭД должен, кроме того, обеспечивать надежное срабатывание последовательных групп ЭД, надежно работать от отечественных взрывных машинок, изготовление ЭВ должно осуществляться на действующих технологических линиях производств России. Настоящая цель достигается тем, что в ЭВ в качестве мостика накаливания (диаметром 30 мкм) используется молибден, а в качестве воспламенительного состава состав следующей рецептуры: перхлорат калия - 40-80%; бор (аморфный) - 10-30%; дополнительный окислитель - 10-30%; связующие - 1,5-2,5% сверх 100%, где в качестве дополнительного окислителя могут быть использованы следующие соединения: двуокись свинца (РbO2), свинцовый сурик (Рb3O4), окись свинца (II) (РbО), хромат свинца (РbCrO4), а для ЭВ малотоксичных, не содержащих в продуктах сгорания высокотоксичных соединений свинца, могут быть использованы окись висмута (Bi2O3), хромат бария (ВаСrO4), окись меди (СuО). Введение того или иного окислителя в состав позволяет изменять тепловую чувствительность состава и время срабатывания. В качестве связующего могут быть использованы фторкаучук (например СКФ-26), коллоксилин, бутадиен-нитрильные каучуки (например, СКН-18, СКН-40, СКН-26) и смеси бутадиен-нитрильного каучука с коллоксилином, например, СКН-40 - коллоксилин с соотношением 1:1-1:4. Растворы бутадиен-нитрильных каучуков с высоким содержанием акрилонитрила являются совместимыми с растворами нитроцеллюлозы при определенных соотношениях в зависимости от содержания акрилонитрила в каучуке (Полимерные смеси. Под редакцией Д. Пола и С. Ньюмена, издательство "Мир", М., 1981, т.1, с.47). Сравнительные характеристики составов для заявляемого ЭВ представлены в табл.1. Из данных, приведенных в табл.1 видно, что заявляемый состав (составы) обладает большей температурой горения (Тm) при максимальной скорости реакции, объемом газообразных продуктов, большей силой (f) и термической стойкостью (более высокие Твсп), меньшей чувствительностью к механическим воздействиям, особенно к трению. В табл.2 приведены рецептуры воспламенительного состава, используемого в ЭВ с изменением процентного содержания ингредиентов. ЭВ, на мостик которого нанесена соответствующая рецептура состава с использованием вышеперечисленных связующих, работоспособен и отвечает значению безопасного тока Iб







Класс F42C19/08 воспламенители
Класс F42B3/18 предохранительного типа, те не срабатывающие от статического электричества или блуждающих токов
электродетонатор - патент 2527985 (10.09.2014) | |
электровоспламенитель - патент 2046278 (20.10.1995) |