детонирующее устройство механического взрывателя

Формула изобретения

Детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее корпус в виде гильзы с расположенными в ней капсюлем-детонатором с бризантным взрывчатым веществом и детонатором, отличающееся тем, что на бризантное взрывчатое вещество капсюля-детонатора установлен диск из поляризованной пьезоэлектрической керамики, а капсюль-детонатор расположен на детонаторе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к взрывателям, срабатывающим от заданного механического усилия, и может быть наиболее эффективно использовано при разработке конструкции детонирующего устройства ударного механического взрывателя, не содержащего инициирующих взрывчатых веществ (ВВ).

Известно детонирующее устройство механического взрывателя, не содержащее инициирующих ВВ. Конструкция детонирующего устройства на основе бризантных ВВ представляет собой толстостенный корпус, в котором последовательно на одной оси расположены боек, деформируемый элемент из инертного материала в форме диска, капсюль-детонатор, передаточный заряд и детонатор. При этом между капсюлем-детонатором и передаточным зарядом просверлен осевой канал, не содержащий ВВ. Диаметр осевого канала в 3...10 раз меньше диаметра бойка. Капсюль-детонатор детонирующего устройства состоит из стальной втулки с запрессованным зарядом штатного октогена. Срабатывание детонирующего устройства происходит следующим образом, при механическом ударе по бойку вначале происходит сжатие навески ВВ в капсюле-детонаторе и радиальная пластическая деформация диска из инертного материала, которая приводит к уплотнению кольцевого зазора между бойком и втулкой. Затем при достижении давления Р_проч>Р _крит, определяемого отношением d_бойка /d_канала, ВВ из капсюля-детонатора выбрасывается в канал гильзы. Процесс разрушения капсюля-детонатора сопровождается образованием очагов разогрева, в результате чего ВВ воспламеняется и продукты его горения через осевой канал в гильзе зажигают в свою очередь передаточный заряд. Горение передаточного заряда в условиях замкнутого объема при все возрастающем давлении ускоряется и на некотором расстоянии (преддетонационный участок) переходит в нормальную детонацию, которая передается далее в детонатор. Срабатывание детонирующего устройства со стопроцентной вероятностью обеспечивается при кинематической энергии падающего груза - 3,2 Дж [см., например, патент RU № 2083948, БИ № 19, 10.07.97, МПК F42С 19/10].

Недостатками известного детонирующего устройства являются значительные энергия срабатывания, масса и геометрические размеры детонирующего устройства, дороговизна и трудоемкость изготовления.

Задачей данного изобретения является разработка детонирующего устройства механического взрывателя с низкой энергией срабатывания.

Поставленная задача достигается разработкой детонирующего устройства механического взрывателя, содержащего корпус в виде гильзы с расположенными в нем последовательно капсюлем-детонатором, выполненным из бризантного взрывчатого вещества, и детонатором. В капсюле-детонаторе на бризантное ВВ установлен диск из поляризованной пьезоэлектрической керамики. Капсюль-детонатор расположен на детонаторе.

Сущность изобретения поясняется чертежом. Детонирующее устройство механического взрывателя содержит тонкостенную латунную гильзу капсюля-детонатора (1), диск из поляризованной пьезоэлектрической керамики (2), инициирующий заряд бризантного ВВ (3), тонкостенный латунный корпус детонирующего устройства в виде гильзы (4) и детонатор (5).

Капсюль-детонатор конструктивно состоит из тонкостенной латунной гильзы 1, в которую запрессовано 0,025 г инициирующего заряда бризантного ВВ 3. На запрессованный инициирующий заряд бризантного ВВ 3 устанавливается диск 2 из поляризованной пьезоэлектрической керамики диаметром 6 мм и высотой 2 мм. Для фиксации диска из поляризованной пьезоэлектрической керамики 2 и инициирующего заряда бризантного ВВ 3 в гильзе капсюля-детонатора 1 верхний срез гильзы капсюля-детонатора обжимается. Внешняя поверхность гильзы капсюля-детонатора 1 покрывается клеем, и капсюль-детонатор устанавливается в тонкостенный латунный корпус детонирующего устройства в виде гильзы 4, в который предварительно запрессован детонатор 5. Детонатор 5 представляет собой заряд бризантного ВВ (тэн, октоген, гексоген), запрессованного до плотности 1,6 г/см³.

Детонирующее устройство механического взрывателя работает следующим образом. Инициирующий заряд бризантного ВВ 3 (тэн, октоген или гексоген), запрессованный в капсюль-детонатор, детонирует от удара бойка взрывателя по капсюлю-детонатору, затем детонационный импульс передается на детонатор 5. Энергия срабатывания предлагаемого детонирующего устройства составляет 0,8 Дж, что в 4 раза меньше, чем у прототипа. Низкая энергия срабатывания и детонационное превращение инициирующего заряда бризантного ВВ 3 в капсюле-детонаторе от низкоскоростного удара с малой кинетической энергией обеспечивается за счет деформации инициирующего заряда бризантного ВВ 3 диском из поляризованной пьезоэлектрической керамики 2. При ударе бойка взрывателя по капсюлю-детонатору вследствие прямого пьезоэффекта инициирующий заряд бризантного ВВ 3 подвергается синхронному воздействию механического напряжения и электрического поля, что и приводит к его детонационному превращению, а не к горению. Низкая энергия срабатывания детонирующего устройства механического взрывателя обеспечивается лишь при использовании диска из поляризованной пьезоэлектрической керамики с высокой степенью поляризации. Степень поляризации керамики характеризуется величиной пьезоэлектрического модуля d₃₃ . Экспериментально доказано, что, чем больше величина пьезоэлектрического модуля d₃₃ диска из поляризованной пьезоэлектрической керамики, тем меньше энергия инициирования зарядов бризантного ВВ.

Необходимым и обязательным условием для детонационного превращения инициирующего заряда бризантного ВВ 3 и безотказного срабатывания детонирующего устройства является совпадение направления электрической поляризации диска 2 из поляризованной пьезоэлектрической керамики и направления удара бойка, что делает детонирующее устройство практически нечувствительным к случайным деформациям корпуса. Детонирующее устройство механического взрывателя не срабатывает также при низкоскоростной деформации, так как вследствие релаксации пьезоэлектрического заряда напряженность электрического поля уменьшается до безопасных значений значительно раньше, чем давление в инициирующем заряде бризантного ВВ 3 достигнет критического значения. Нечувствительность детонирующего устройства к низкоскоростной деформации обеспечивает высокую безопасность таких операций, как обжатие и развальцовка капсюля-детонатора, перепрессовка зарядов капсюля-детонатора и детонатора, что позволяет утилизировать старые детонирующие устройства.

Преимуществами заявляемого изобретения по сравнению с прототипом являются:

- понижение 100%-ной энергии срабатывания детонирующего устройства в 4 раза;

- значительное уменьшение массы и геометрических размеров детонирующего устройства вследствие применения тонкостенных латунных гильз, а также отсутствия осевого канала и передаточного заряда;

- обеспечение высокой степени безопасности в процессе производства, эксплуатации и хранения;

- экономичность вследствие незначительной трудоемкости изготовления детонирующих устройств механических взрывателей;

- возможность утилизации устаревших детонирующих устройств.