Соединительный блок с блокирующими средствами для позиционирования детонатора - RU2163338C2

Чертежи

Показать все 11 чертежа(ей)

Описание

Данная заявка является частичным продолжением заявки с порядковым номером 08/249522, поданной 26 мая 1994 г. от имени Даниеля П. Сутула, Джр. и озаглавленной "Формовое изделие, имеющее встроенный передвижной элемент или элементы и способ их использования", в настоящее время патент 5499581, опубликованный 19 марта 1996 г.

Изобретение относится к соединительным блокам, комбинации соединительных блоков с установленными в них детонаторами и способу установки таких детонаторов в соединительных блоках с целью создания комбинации типа, используемого для соединения и включения линий передачи сигнала для детонации. В частности, изобретение относится к и включает в себя соединительные блоки, состоящие из блокирующего элемента, который после вставления в соединительный блок обеспечивает точное положение соединительного блока и крепление детонатора в нем.

Соединительные блоки для подрывных инициирующих устройств хорошо известны в данной области техники, о чем свидетельствуют примеры, приведенные в патентах США 5171935 и 5398611 (Р. Дж. Мична и др.), опубликованных соответственно 15 декабря 1992 г. и 21 марта 1995 г. В данных патентах раскрывается соединительный блок, имеющий канал, образованный в нем для приема детонатора низкой энергии, и дугообразная канавка, в которой одна или несколько линий для передачи сигнала удерживаются в соприкосновении с детонатором при передаче сигнала.

Европейская заявка 0500512A2 на патент (В. Линдквист и др.) раскрывает соединительный блок для линии передачи сигнала, который имеет цилиндрическую конфигурацию и, как показано в столбце 11, строчки 16-20, и на фигуре 6A, предлагается камера для детонатора, имеющая головную часть 69, образованную с отверстием 70, расположенным в ней для вставления блокирующей детали (на чертеже не показано), которая служит для предотвращения осевого изъятия детонатора. Соединительные устройства, которые включают в себя конические штифты или другие конические блокирующие элементы, показаны на ранее достигнутом уровне техники. Например, патент США 3349706 (Е. Дж. Шауманн), опубликованный 31 октября 1967 г., показывает соединитель для позиционирования капсюль-детонатора и замедлительного устройства в рабочем соотношении друг к другу. В данном патенте показан корпус из термопластичного материала, имеющий центральную трубчатую часть 1 и включающий в себя конические штифты 4, соединенные тонкой гибкой перемычкой 5 с главным корпусом, как описано в столбце 2, строчка 38 и следующие. Тонкие соединительные перемычки 5 являются достаточно гибкими для того, чтобы дать возможность штифту вращаться и быть вставленным в отверстие, имеющееся для этой цели. Аналогичная конструкция показана в Патенте США 4424747 (М.Е. Юнан), опубликованном 10 января 1984 года. Как описано в столбце 6, строчка 26 и следующие конические штифты 22 и 23 соединены с секциями 1B и 1C соединителя 1 тонкими гибкими перемычками из пластмассы, соответственно 24 и 25.

Вообще данное изобретение предоставляет информацию о соединительном блоке, имеющем канал, образованный в нем для приема и удерживания детонатора и средств для удерживания линии для приема и удерживания одной или нескольких линий для передачи сигнала при связи с детонатором. Блок соединителя включает в себя блокирующий элемент, который является подвижным, таким образом, после вставления детонатора в канал блокирующий элемент может передвигаться в блокирующее положение, в котором он вводится в зацепление с детонатором. Детонатор может быть смещен по оси, т.е. он может быть вне осевого положения в канале. Если это так, то движение блокирующих средств в блокирующее положение аксиально смещает детонатор в пределах канала, а также удерживает детонатор и блокирующий элемент в пределах соединительного блока.

В частности, в соответствии с изобретением создан соединительный блок для удерживания по меньшей мере одной линии для передачи сигнала в соотношении передачи сигнала с детонатором, имеющим выходной конец, соединительный блок, включающий в себя следующие компоненты. Элемент корпуса имеет конец для передачи сигнала, блокирующий конец и продольно проходящий канал, образованный в элемент корпуса. Канал имеет возможность определения положения цели, в нем должен быть расположен выходной конец детонатора, определены его размеры и конфигурация для приема детонатора при его осевом движении в канале из смещенного по оси положения, при котором выходной конец находится рядом, но не в канале для определения положения цели, в положение, при котором выходной конец находится в канале для определения положения цели. Средства для удерживания линии расположены на конце для передачи сигнала элемента корпуса для удерживания по меньшей мере одной линии для передачи сигнала при соотношении передачи сигнала с выходным концом детонатора, расположенного в канале. Блокирующий элемент установлен внутри соединительного блока в блокирующем положении, в котором блокирующий элемент и детонатор закреплены в соединительном блоке. Определены размеры и конфигурация блокирующего элемента таким образом, что при движении к своему блокирующему положению блокирующий элемент входит в зацепление с детонатором внутри канала и, если такой детонатор находится в положении, смещенном по оси, то блокирующий элемент перемещает такой детонатор в требуемое положение путем передвижения блокирующего элемента в блокирующее положение.

Другой аспект изобретения предусматривает, что элемент корпуса дополнительно включает в себя проход, образованный для движения через него блокирующего элемента в блокирующее положение. В данном аспекте блокирующий элемент переносится на соединительном блоке в первое положение, в котором блокирующий элемент (1) расположен на одной прямой с проходом для движения через него к каналу и (2) смещен с блокирующего положения для того, чтобы оставить канал открытым для вставления такого детонатора в канал.

В соответствии с другим аспектом изобретения блокирующий элемент присоединен к элементу корпуса деформируемыми перемычками, например хрупкими перемычками, которые удерживают блокирующий элемент в первом положении, блокирующий элемент смещается со своего первого положения в блокирующее положение путем приложения усилия к блокирующему элементу для того, чтобы деформировать, например разорвать, деформируемые перемычки и переместить блокирующий элемент через проход и заставить его двигаться в блокирующее положение.

Другой аспект изобретения предусматривает, чтобы блокирующий элемент имел средства первого зацепления, включающие в себя по меньшей мере одну клиновидную поверхность, и элемент корпуса имел проход, образованный в нем для движения блокирующего элемента в блокирующее положение. Определяются размеры и конфигурация клиновидной поверхности и прохода, посредством чего движение блокирующего элемента по проходу в блокирующее положение создает контакт средств первого зацепления с детонатором, и если такой детонатор находится в положении смещения по оси для придания ему составляющей силы, которая аксиально перемещает такой детонатор в требуемое положение.

В соответствии с другим аспектом изобретения блокирующий элемент включает в себя упругий элемент, размеры и конфигурация которого определяются для деформации детонатором, когда блокирующий элемент находится в блокирующем положении, и таким образом, для приложения реактивной силы на детонатор в требуемом положении.

Другим аспектом изобретения является то, что блокирующий элемент включает в себя секцию упругих изогнутых перемычек, которая имеет выпуклую поверхность, обращенную к концу для передачи сигнала соединительного блока, и вогнутую поверхность, обращенную к опорному участку.

Другим аспектом изобретения является создание вышеописанного соединительного блока в комбинации с установленным в нем детонатором. Детонатор имеет выходной конец и установлен в канале, блокирующий элемент установлен на соединительном блоке в блокирующем положении, определяются размеры и конфигурация блокирующего элемента для зацепления с детонатором и установки в нем блокирующего элемента в требуемом положении.

Еще одним аспектом изобретения является комбинация соединительного блока и детонатора, предусматривающая, что блокирующий элемент имеет средства первого зацепления, например, одну клиновидную поверхность и элемент корпуса дополнительно включает в себя образованный в нем проход, например, расположенный в блокирующем конце элемента корпуса и проходящий поперек канала для продвижения через него блокирующего элемента в блокирующее положение. Определяются размеры и конфигурация средств первого зацепления и прохода, посредством чего движение блокирующего элемента по проходу в блокирующее положение создает контакт средств первого зацепления и детонатора, и если детонатор находится в положении смещения по оси для того, чтобы придать ему составляющую силы, которая аксиально перемещает детонатор в требуемое положение.

Другой аспект изобретения предусматривает, что детонатор имеет средства второго зацепления, например, буртик, образованный на них, и блокирующий элемент находится в зацеплении со средствами второго зацепления для зацепления детонатора в канале.

Другой относящийся к изобретению аспект предусматривает, что блокирующий элемент включает в себя упругий элемент, который деформируется при зацеплении с детонатором, например, с буртиком, и таким образом, создает реактивную силу, действующую на детонатор, данная реактивная сила устанавливает детонатор в требуемое положение.

Другой относящийся к изобретению аспект предусматривает, что расстояние буртика по отношению к выходному концу детонатора может изменяться в пределах допуска, и упругий блокирующий элемент имеет диапазон упругого восстановления формы после деформации, который по меньшей мере такой же большой как диапазон допусков.

Изобретение предусматривает способ установки в соединительном блоке детонатора, имеющего средства первого зацепления, например буртик, соединительный блок такой, как описано выше, и способ, включающий в себя следующие операции. Детонатор вставляется в канал с выходным концом детонатора, обращенного к каналу для определения положения цели. Блокирующий элемент перемещается для контакта с детонатором в блокирующее положение, если детонатор находится в смещенном от оси положении, он перемещается в требуемое положение под действием блокирующего элемента, например блокирующего элемента, оказывающего воздействие на буртик. Средства первого и второго зацепления вводятся в блокирующее зацепление друг с другом для того, чтобы закрепить детонатор и блокирующий элемент в соединительном блоке.

Другой аспект способа изобретения предусматривает, что блокирующий элемент включает в себя упругий элемент и способ включает в себя принудительный и блокирующий элементы, действующие на детонатор с тем, чтобы посредством этого деформировать блокирующий элемент детонатора, когда блокирующий элемент находится в блокирующем положении, таким образом, заставляя блокирующий элемент воздействовать на детонатор, смещая его в требуемое положение.

Другие аспекты изобретения станут очевидными из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей.

Фигура 1 - Перспективный вид соединительного блока в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения с блокирующим элементом, показанным в его первом положении;
Фигура 2 - Вертикальное сечение сбоку соединительного блока, показанного на фигуре 1;
Фигура 2A - Схематическое продольное сечение, увеличенное по отношению к фигуре 2, конца передачи сигнала соединительного блока, показанного на фигуре 2 с шестью удерживаемыми в нем линиями для передачи сигнала;
Фигура 2B - Вид сверху соединительного блока, показанного на фигуре 1 с шестью непоказанными линиями для передачи сигнала (фигура 2A) и блокирующим элементом в блокирующем положении.

Фигура 3 - Перспективный вид, увеличенный по отношению к фигуре 1, с непоказанными частями соединительного блока, показанного на фигуре 1;
Фигура 4 - Перспективный вид с непоказанными частями соединительного блока, показанного на фигуре 1 с установленным детонатором.

Фигура 4A - Перспективный вид, сильно увеличенный по отношению к фигуре 1, блокирующего элемента соединительного блока, показанного на фигуре 1;
Фигура 4B - Вид сверху, уменьшенный по отношению к фигуре 4A, блокирующего элемента, показанного на фигуре 4A;
Фигура 4C - Вид с непоказанными частями конца канала детонатора с концом для передачи сигнала соединительного блока, показанного на фигуре 4;
Фигура 4D - Часть вида детонатора, показанного на фигуре 3 с блокирующим элементом (фигура 4), перемещаемым в зацепление с детонатором.

Фигура 4E - Вертикальное сечение спереди блокирующего элемента, показанного на фигуре 4B с периферией детонатора, блокирующий элемент которого входит в зацепление, показанное воображаемым контуром.

Фигура 5 - Продольное сечение трех соединительных блоков в соответствии с осуществлением изобретения, каждый соединительный блок имеет соответствующий детонатор с буртиком, установленный в требуемое положение, а соответствующие детонаторы, демонстрирующие ряд положений буртика.

Фигура 6 - Сечение, увеличенное по отношению к фигуре 2, по линии 6-6, показанной на фигуре 2;
Фигура 6A - Сечение по линии A-A, показанной на фигуре 6.

Фигура 7 - Часть схемы, показывающей блокирующий элемент, прилагающий сжимающее усилие к упругой втулке детонатора в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Соединительные блоки типа, используемого в подрывных инициирующих устройствах, имеют установленный в них детонатор низкой энергии и средства для приема и удерживания одной или нескольких линий для передачи сигнала при соединении с детонатором. Хорошо известно, что детонатор имеет свою собственную линию для передачи сигнала, вставленную в него, инициирующий сигнал передается по ней для того, чтобы инициировать детонатор, который в свою очередь вызывает направленный наружу сигнал в одной или нескольких линиях для передачи сигнала, которые удерживаются соединительным блоком. Данные линии для передачи направленных наружу сигналов могут заканчиваться в других детонаторах, расположенных в различных местах для того, чтобы или вызывать сигналы в других линиях для передачи сигнала, или инициировать главные разрывные заряды, в которые вставлены другие детонаторы.

Одна из хорошо известных форм конструкции заключается в обеспечении сигнала или детонатора низкой энергии в соединительном блоке с трубкой для передачи сигнала, вставленной в детонатор, и высокой энергии или так называемого детонатора с нижним отверстием, который вставлен с противоположного конца трубки для передачи сигнала. Данные устройства в сборе могут легко соединяться в полевых условиях с другими аналогичными устройствами или могут быть расположены иным образом с целью обеспечения большой гибкости при уставке подрывных инициирующих устройств.

Линиями для передачи сигнала, как правило, являются передающие сигнал трубки, включающие в себя полые пластмассовые трубки, внутренние поверхности которых покрыты реактивным материалом, таким как смесь высокобризантного взрывчатого вещества и алюминиевого порошка в случае ударной трубки, или материал, быстро сгорающий без детонации в случае трубки для передачи сигнала с низкой скоростью. Любая подходящая линия для передачи сигнала может использоваться совместно с соединительными блоками данного изобретения, такая как ударная трубка для передачи сигнала с низкой скоростью или детонирующий шнур низкой энергии.

На фигурах 1 и 2 показан соединительный блок 10, состоящий из элемента 12 корпуса, имеющего конец 12a для передачи сигнала, противоположный блокирующий конец 12b, средства 14 для удерживания линии, расположенные на конце 12a для передачи сигнала элемента 12 корпуса и корпус 16 на блокирующем конце 12b элемента 12 корпуса. Канал 18 (лучше виден на фигуре 3) проходит через элемент 12 корпуса, размеры и конфигурация определены для приема устанавливаемого элемента, включающего в себя в данном случае детонатор 20 (фигура 4) низкой энергии или передающий сигнал детонатор, имеющий выходной конец 20a, в котором расположен разрывной заряд 21. Размер канала 18 определяется относительно детонатора 20 с тем, чтобы детонатор 20 мог легко вводиться (первым вводится выходной конец 20a) в канал 18 в направлении, указанном стрелкой I на фигуре 3, и мог приниматься со скольжением в канале. Такое введение может выполняться или вручную, или машиной. Канал 18 имеет в варианте осуществления изобретения (фигуры 1 - 4c) шестиугольное поперечное сечение, но он мог бы иметь любую пригодную форму поперечного сечения, например круглую, до тех пор, пока детонатор может легко вставляться и содержаться в канале. В любом случае канал 18 заканчивается на элементах 19a и 19b упора, между которыми находится отверстие 18c (фигура 4c) на конце 12a для передачи сигнала элемента корпуса 12. Через отверстие 18a видны одна или несколько ударных трубок 40 (фигуры 2A и 2B) непосредственно с выходного конца 20a детонатора (конец, содержащий взрывчатое вещество, как описано ниже). Элементы 19a и 19b упора служат для позиционирования детонатора 20 в канале 18, детонатор 20 полностью помещен в канал 18, когда его выходной конец 20a опирается на элементы 19a и 19b упора.

Детонатор 20 имеет традиционную конструкцию и включает в себя цилиндрическую трубку, которая может быть изготовлена из металла, такого как алюминий или медь, или из подходящей пластмассы (синтетического органического полимерного материала). Детонатор 20 имеет выходной конец 20a, в который принимается взрывной заряд 21 (фигура 4), как правило, около 1 - 3 гран (64,8 - 194,4 мг) такого взрывного вещества, как азид свинца, предпочтительно не более 5 гран (324 мг) такого взрывного вещества. Это достаточно небольшие взрывные заряды по сравнению с капсюль-детонаторами, традиционно используемыми для того, чтобы детонировать главные взрывные заряды, которые, как правило, содержат около 9,25 - 14,66 гран (600 - 950 мг) взрывчатого вещества.

Детонатор 20 обычно включает в себя замедлитель из пригодного пиротехнического материала, вставленного между взрывным зарядом 21 и линией 22 для передачи сигнала (фигура 4), которая принимается в упругую втулку 24, имеющую открытую торцевую поверхность 24a. Уплотнительный буртик 26 образован в корпусе детонатора 20, конечная часть 20c детонатора также имеет буртик 20c, оба буртика расположены на участке втулки 24 с целью герметизации внутренней части детонатора 20 от окружающей среды и закрепления втулки 24 и линии 22 для передачи сигнала в детонаторе 20. Буртик 26 обеспечивает также средства первого зацепления на детонаторе 20, как указано ниже. Линия 22 для передачи сигнала, которая не полностью показана на фигуре 4, как правило, имеет длину от приблизительно 2,4 до 61 метра (8 - 200 футов) и ее противоположный конец, вставленный в детонатор 20, может быть вставлен в детонатор высокой энергии (не показан), пригодный для использования в инициирующей детонации главного подрывного заряда. Это тип устройства, показанный в патенте США 3987732 (Р.В. Спрагс и др.), опубликованном 26 октября 1976 года. Очевидно, что соединительный блок изобретения может также использоваться в любом другом пригодном соединении подрывного инициирующего устройства.

Блокирующий элемент 28 (фигуры 1, 2 и 4A) принимается в проходе 36 (фигуры 2, 3 и 4), который проходит через корпус 1b поперек канала 18 и взаимодействует с последним, что хорошо видно на фигуре 3. Блокирующий элемент 28 показан на фигурах 1, 3 и 4 в своем первом положении, в котором (в показанном варианте осуществления изобретения) он выступает наружу из прохода 36 корпуса 16. В своем первом положении блокирующий элемент 28 совмещен с проходом 36 для движения через него к каналу 18, но смещается со своего блокирующего положения для того, чтобы оставить канал 18 открытым для введения в него детонатора 20. В показанном варианте осуществления изобретения блокирующий элемент 28 отлит за одно целое с элементом 12 корпуса и присоединен к нему хрупкими перемычками 30a, 30b, как видно на фигуре 6. Таким образом, элемент 12 корпуса, хрупкие перемычки 30a, 30b и блокирующий элемент 28 объединены в единый выполненный за одно целое узел, например, путем литья под давлением в соответствующей пресс-форме. Хрупкие перемычки 30a, 30b образуют объединенное в одно целое соединение между корпусом 16 и блокирующим элементом 28. Использование деформируемых, например хрупких, перемычек для удерживания блокирующего элемента 28 в его первом положении и начальное предоставление соединительного блока 10 как выполненного за одно целое формованного пластмассового узла является предпочтительным, но необязательным вариантом осуществления изобретения и такая конструкция не имеет существенного значения на практике. Соответствующим образом, блокирующие средства 28 могут предоставляться по требованию как изделие, отдельное от элемента 12 корпуса или присоединенное к нему другими средствами, а не деформируемой перемычкой, например тонким гибким соединением. Преимущества использования блокирующего элемента, отформированного за одно целое с элементом корпуса в виде деформируемой, например хрупкой, перемычки или перемычек, будут описаны ниже.

Как хорошо видно на фигурах 4, 4B, 4D и 4E, блокирующий элемент 28 имеет, как правило, конфигурацию подобную пластине, которая включает в себя пару боковых направляющих 28c, 28b с конфигурацией стоек, соединенных центральной изогнутой упругой секцией 28c, имеющей верхнюю кромку 28d и нижнюю кромку 28e. Передняя поверхность 28f обращена к отверстию 18a и элементам 19a, 19b упора соединительного блока 10, когда блокирующий элемент 28 расположен надлежащим образом по отношению к соединительному блоку, например, расположен в проходе 36. Блокирующий элемент 28 имеет изогнутую упругую конструкцию с тем, чтобы сила, действующая на него в направлении стрелки f (фигура 4B), когда блокирующий элемент 28 поддерживается, например, в проходе 36, стремилась деформировать блокирующий элемент 28 в более плоскую конфигурацию, предлагаемую штрих-пунктирной линией на фигуре 4B. Блокирующий элемент 28 предпочтительно изготавливается таким образом, чтобы быть достаточно упругим для сохранения упругой памяти под действием такой силы и действовать с противодействующей силой на силу (стрелки f на фигуре 4B), прилагаемую детонатором 20. Несмотря на то, что сохранение упругих свойств блокирующим элементом 28 под действием силы f не является существенным, оно имеет свои преимущества, как указано ниже.

Центральное отверстие 32 (фигуры 4A и 4E) проходит из нижней крышки 28e и расположено на полпути и симметрично вертикальной центральной линии, равноудаленной от боковых направляющих 28a, 28b, и может простираться от одной третьей до половины расстояния между нижней кромкой 28e и верхней кромкой 28d. Центральное отверстие в значительной степени имеет форму замочной скважины с верхней частью 32a, которая при виде с торца включает в себя дугу окружности и обычно прямоугольную нижнюю часть 32b. Две клиновидные поверхности 34a, 34b выступают в нижнюю часть 32b из соответствующих противоположных сторон. Клиновидные поверхности 34a, 34b наклонены по направлению назад от блокирующего элемента 28, т. е. они выступают из передней поверхности 28f (фигуры 4B и 4E) к задней поверхности 28g (фигура 4B) блокирующего элемента 28. Определяются размеры и конфигурация поверхностей 34a и 34b для того, чтобы зацепить детонатор 20 и позиционировать его в канале 18, как указано ниже.

Как правило, блокирующий элемент 29 включает в себя элементы 28h, 28i ножек (фигура 4E), расположенных на расстоянии друг от друга, которые определяют между ними отверстие 32, определены размеры и конфигурация элементов ножек для того, чтобы упруго зацепить детонатор 20, когда блокирующий элемент 28 находится в блокирующем положении. Блокирующий элемент 28 может иметь любую другую пригодную конфигурацию, которая входит в зацепление с детонатором 20 и смещает его в требуемое положение при введении блокирующего элемента для того, чтобы блокировать детонатор 20 (и блокирующий элемент 28) на своем месте в соединительном блоке 10.

Проход 36 (фигуры 2, 3 и 6) имеет конфигурацию, приблизительно соответствующую блокирующему элементу 28, с тем чтобы последний мог двигаться через проход 36 со скольжением, как правило, параллельно боковым направляющим 28a, 28b. Проход 36 также обеспечивает полость, в которой блокирующий элемент 28 принимается и удерживается при движении в блокирующую позицию, как указано ниже.

Средства 14 для удерживания линии включают в себя элемент изогнутого зажима, имеющего ближний конец 14b, выходящий из нижней стороны 12d, и конец 12a для передачи сигнала элемента 12 корпуса, изогнутый в верхнем направлении и заканчивающийся на дальнем конце 14a, который расположен рядом с верхней второной 12c элемента 12 корпуса. Средства 14 для удерживания линии взаимодействуют с элементом 12 корпуса для определения между ними канавки 15 для удерживания линии, канавка имеет изогнутое поперечное сечение, как хорошо видно на вертикальном сечении сбоку на фигурах 2 и 2A. Отдаленный конец 14a средств 14 для удерживания линии взаимодействует с приподнятой частью 17, образованной на верхней стороне 12 с элемента 12 корпуса, для определения между ними входа 38 (хорошо виден на фигуре 2A), через который линии для передачи сигнала, такие как ударные трубки 40, могут вставляться сбоку при движении с защелкиванием в канавку 15 для удерживания в ней, как хорошо известно из достигнутого уровня техники. Конфигурация средств 14 для удерживания линии может относиться к любой пригодной конструкции, но показанная конструкция является осуществлением усовершенствованной конструкции, которая раскрывается в заявке на патент, находящейся в процессе одновременного рассмотрения с порядковым номером 08/549160 (Дж. Е. Флиту и др.), озаглавленной "Соединительный блок для подрывных инициирующих устройств" и зарегистрировано 27 октября 1995 года. Однако соединительный блок может иметь любые пригодные средства для удерживания линии в соответствии с изобретением.

Линии для передачи сигнала, включающие в себя ударные трубки 40, показаны в поперечном сечении на фигуре 2A и исключены из фигуры 2B; ударные трубки находятся в изогнутой канавке для удерживания линии с изогнутой канавкой 15 для удерживания линии. На практике ударные трубки 40 могут располагаться с обеих сторон соединительного блока 10 на большем или меньшем расстоянии, как правило, от нескольких футов до нескольких сотен футов и более. Следует отметить, что изогнутая конфигурация канавки 25 поддерживает каждую трубку 40 в близком соприкосновении передачи сигнала с подрывным зарядом 21, содержащимся на выходном конце 20a детонатора 20.

Для того, чтобы установить детонатор 20 в соединительном блоке 10, детонатор 20 вставляется сначала выходным конусом 20a в канал 18 через корпус 16, как указано стрелкой I на фигуре 3. Как указано выше, определяются размеры и конфигурации канала 18 для того, чтобы принять в него легко скользящий детонатор 20. Канал для определения положения цели по кончику выходного конца 20a детонатора 20 - это определение положения, при котором выходной конец 20a опирается на элементы 19a, 19b упора (фигура 4C) в конце канала 18. При таком позиционировании буртик 26 детонатора 20 совмещается с центральным отверстием 32 блокирующего элемента 28, когда последний находится в первом положении в проходе 36. Буртик 26 ограничен коническими частями 26a, 26b.

На практике, особенно при автоматических или полуавтоматических высокоскоростных операциях, в этой точке могут возникнуть две проблемы. Одной проблемой является то, что детонатор 20 может быть слегка смещен по оси в канале 18, таким образом выходной конец 20a расположен близко к упорам 19a, 19b, но не опирается на них. Такое осевое смещение может неблагоприятно повлиять на надежность инициирования сигнала в ударных трубках 40, удерживаемых в канавке 15. Другая трудность состоит в том, что могут иметь место незначительные изменения допуска в расположении буртика 26 по отношению к выходному концу 20a детонатора 20 и/или в размерах соединительного блока 10 (Буртик 26 может и обычно включает в себя средства второго зацепления детонатора 20, который должен входить в зацепление с блокирующим элементом 28). Изобретение обращено к обеим этим проблемам и решает их путем простого перемещения блокирующего элемента 28 из первого положения в блокирующее положение. Таким образом, со ссылкой на фигуру 4D показан блокирующий элемент 28 на ранней стадии его движения в направлении, показанном стрелкой F, через проход 38 (на фигуре 4D не показан) из первого положения, в котором блокирующий элемент 28 не находится в канале 18 (на фигуре 4D не показан). Конечная часть 20c детонатора 20 проходит между буртиком 26 и входным концом 20b детонатора. В то время как элемент 28 перемещается под действием силы по проходу 36 в направлении, указанном стрелкой F на фигуре 4D, клиновидные поверхности 34a, 34b (фигуры 4A и 4D) входят в зацепление с конической частью 26a буртика 26. Буртик 26 может быть слегка смещен по оси по отношению прохода 36, т. е. детонатор 20 может быть должным образом установлен в канале 18. Это может произойти по ряду причин, включая выход из строя полностью вставленного детонатора 20 в канале 18, наличие отклонений от допуска, например, буртик 26 не точно расположен там, где он должен быть на детонаторе 20 и т.д. В таком случае движение блокирующего элемента 28 в зацепление с детонатором 20 вызовет контакт поверхностей 34a и 34b с конусной частью 26a буртика 26, что заставит детонатор 20 находиться в направлении, указанном стрелкой D (фигуры 4 и 4D), и таким образом установит детонатор 20 твердо на упоры 19a, 19b в канале 18, посредством чего позиционирует выходной конец 20a на определении положения цели.

Определяются размеры и конфигурация элементов 28h, 28i ножек, расположенных на расстоянии друг от друга, и отверстия 32 с тем, чтобы элементы 28h, 28i разделялись расстоянием друг от друга, когда выступающие части, на которых образуются поверхности 34a, 34b, входят в зацепление с буртиком 26 и затем защелкиваются вместе в то время, как верхняя часть 32a отверстия 32 входит в зацепление с буртиком 26 детонатора 20. Относительное положение блокирующего элемента 28 и наружной периферии детонатора 20 и его буртика 26 показано на фигуре 4E, на которой периферия детонатора 20 и буртика 26 показана воображаемым контуром.

Из фигуры 2B следует, что когда блокирующий элемент 28, который показан воображаемым контуром, находится в блокирующем положении, он полностью содержится в проходе 36 и корпусе 16. Таким образом, корпус 16 служит для защиты блокирующего элемента 28 от повреждения или выбивания при нахождении в блокирующем положении. Когда детонатор 20 и блокирующий элемент 28 скреплены друг с другом, а буртик 26 входит в зацепление с верхней частью 32a отверстия 32, блокирующий элемент 28 и детонатор 20 скреплены в соединительном блоке 10 с блокирующим элементом 28, по крайней мере, частично и предпочтительно полностью удерживаются в проходе 36 и поддерживаются им. Неподвижная посадка отверстия 32 блокирующего элемента 28 по отношению к наружной периферии детонатора 20, как показано на фигуре 4E, дает возможность блокирующему элементу 28 противодействовать изъятию детонатора 20 из соединительного блока 10. Как следует из фигуры 2B, блокирующий элемент 28 полностью удерживается в проходе 36, когда он находится в блокирующем положении.

На фигурах 6 и 6A показаны сечения прохода 36 с определенной конфигурацией для того, чтобы иметь две канавки 42a и 42b, разделенные расстоянием друг от друга, в которых находятся боковые направляющие 28a, 28b блокирующего элемента 28 для скользящего движения по ним. (Остальная часть блокирующего элемента 28 удалена сечением фигуры 6). Отверстие 44 шестиугольной формы образуется в корпусе 16 для прохода детонатора 20 через него в канал 18 (фигура 3). (Непронумерованное круглое отверстие над шестиугольным отверстием 44 на фигуре 6 образуется отлитым под давлением приспособлением, используемым для образования верхней части 32a центрального отверстия 32 блокирующего элемента 28 в показанном варианте осуществления изобретения).

Между канавками 42a и 42b образован поддерживающий участок, который выступает в проход 36 и включает в себя опорный участок 46a и стабилизирующий участок 46b, последний разделен поддерживающим бруском 48, который усиливает наружную стенку 16a (фигуры 2, 2A и 6A) корпуса 16 путем его присоединения к элементу 12 корпуса. Когда блокирующий элемент 28 (показан воображаемым контуром на фигуре 6A) проталкивается через проход 36 (в направлении стрелки F на фигуре 6A), хрупкие перемычки 30a, 30b разрушаются и канавки 42a, 42b направляют боковые направляющие 28a, 28b, в то время как блокирующий элемент 28 перемещается в блокирующее положение. После достижения блокирующего положения (показано на фигуре 6A воображаемым контуром), зацепление блокирующего элемента 28 с детонатором 20 (как показано на фигуре 4E) блокирует как блокирующий элемент 28, так и детонатор 20 на месте в соединительном блоке 10.

В полевых условиях часто случается так, что растягивающие силы действуют на линии 22 для передачи сигнала в направлении, указанном стрелкой I, в то время как линия 22 для передачи сигнала натягивается и удлиняется на другие участки подрывной площадки для присоединения и т.д. Опорный участок 46a и стабилизирующий участок 46b поддерживает секцию 28c перемычки блокирующего элемента 28 в противодействии силам T, действующим на детонатор 20, таким образом усиливая перемычку 28c при постоянной деформации такими силами. Так как перемычка 28c является предпочтительно прочной и достаточно упругой для сохранения своей упругой памяти, даже если натяжение линии 22 для передачи сигнала является достаточно сильным для стягивания детонатора 20 с элементом 19a, 19b упора (фигура 4c) путем временного сплющивания перемычки 28c, упругость блокирующего элемента возвращает детонатор 20 обратно в требуемое положение с уплотнением выходного конца на элементах 19a, 19b упора после освобождения от силы натяжения или по меньшей мере ее уменьшения до уровня менее, чем противодействующая сила, действующая на детонатор 20 блокирующим элементом 28. Весьма важно установить детонатор 20 на элементы 19a, 19b упора, т. к. типичное использование детонаторов низкой энергии в соединительных блоках требует надлежащего точного позиционирования выходного конца 20a детонатора по отношению к удерживаемым линиям для передачи сигнала (40 на фигурах 2A и 2B) для того, чтобы обеспечить надежное инициирование линий 40. Стабилизирующий участок 46b, который немного глубже, чем опорный участок 46a, выступает наружу, как видно на фигуре 6A, и проходит над (фигура 6A) продольной центральной осью L-L канала 18, т.е. ее вертикальной средней точкой, и поэтому способствует стабилизации блокирующего элемента 28 при опрокидывании или качании, вызываемых натяжением линии 22 для передачи сигнала и детонатора 20.

На фигуре 5 показана схема трех идентичных центральных соединительных блоков 10, имеющих полностью установленный в них соответствующий детонатор 20, 120, 220. Три соединительных блока являются идентичными, как и три детонатора за исключением расположения соответствующих буртиков на детонаторах. Различия в расположении буртика на фигуре 5 преувеличены с целью ясности иллюстрации. Три детонатора показаны соответственно совместными с плоскостью T-T, проходящей по внутренней поверхности упоров 19a (и упоров 19b, невидимых на фигуре 5) при определении положения цели для соответствующих выходных концов 20a, 120a, 220a. Центры соответствующих буртиков (только конусные части 26a, 26b, 126a и 126b и 226a, 226b, которые видны на фиг. 5) находятся в соответствующих различных местах расположения на соответствующих детонаторах. Это указано плоскостью C-C на фигуре 5, которая показывает требуемое положение продольного центра каждого буртика. Буртик детонатора 20, хотя и находится в пределах допуска на расположение, расположен ближе к выходному концу 20a детонатора 20, чем буртик детонатора 120, который расположен точно в соответствии с техническими требованиями около выходного конца 120a детонатора 120. С другой стороны буртик детонатора 220 расположен дальше от своего выходного конца 220a, чем буртик детонатора 120. Различные относительные положения буртиков соответствующих детонаторов 20, 120 и 220 могут определяться по различным длинам (измеренных по продольным осям детонаторов) конечных частей с буртиками 20c, 120c и 220c. Только при условии, что различия в относительном положении буртиков находятся в разумном допуске и детонатор расположен умеренно близко от требуемого положения в канале 18, блокирующий элемент 28 благодаря наклонной конструкции поверхностей 34a, 34b (фигуры 4A, 4D и 4E) автоматически заставляют детонатор соскальзывать из положения, смещенного по оси (в котором выходные концы 20a, 120a и 220a не опираются на элементы 19a, 19b упора) в требуемое положение, при котором выходные концы 20a, 120a, 220a опираются на соответствующие элементы 19a, 19b упора. Следует отметить (фигура 5), что блокирующий элемент 28 сплющивается в большей или меньшей степени в зависимости от расположения буртика при его зацеплении с буртиком детонатора (как показано штрих-пунктирными линиями на фигуре 4B). Упругость и изогнутая конструкция блокирующего элемента 28 с выпуклой передней поверхностью 28f, обращенной к отверстию 18a (фигура 4C) канала 18, является такой, что при использовании в результате зацепления с детонатором 20 блокирующий элемент 28 прилагает реактивную силу к детонатору 20, заставляя детонатор перемещаться на элементы 19a, 19b упора. Проход 36 и участки 46a и 46b поддерживают блокирующий элемент 28 и дают ему возможность противодействовать детонатору 20.

При движении блокирующего элемента 28 в проходе 36 последний предоставляет направляющие средства для направления блокирующего элемента 28 на место, исключая необходимость поворачивать или наклонять блокирующий элемент 28, или заставлять его иным образом отклоняться от перемещения по прямой линии. Как правило, положение буртика относительно выходного конца 20a (или 120a, или 220a) детонатора изменяется в пределах допуска, и блокирующий элемент 28 должен иметь предел восстановления деформации, который по меньшей мере составляет около девяноста процентов и предпочтительно не меньше предела допусков.

Путем формирования элемента 28 за одно целое с деталью соединительного блока 10 элемент 28 точно совмещается с проходом 36 и введение в зацепление узла блокирующего элемента 28 с детонатором 20 значительно облегчается по сравнению с ситуацией, при которой блокирующий элемент является отдельной деталью. Если бы блокирующий элемент 28 был отдельной деталью, то было бы необходимо манипулировать достаточно небольшой деталью, которая при изготовлении из пластмассового материала, такого как полиэтилен средней или высокой плотности или другой пригодный синтетический органический полимерный материал, который был бы скользким и трудным в обращении. (Полиэтилен средней или высокой плотности или другой полиолефин являются предпочтительными материалами для соединительного блока 10, включающего в себя блокирующий элемент 28). Небольшой отдельный блокирующий элемент 28 должен устанавливаться должным образом и совмещаться с проходом 36 и вставляться в него для того, чтобы приложить к нему силу, как указано стрелкой F на фигуре 4D. Данных трудностей можно избежать путем формования за одно целое элемента 28 как детали соединительного блока 10, хрупкие перемычки 30a, 30b точно выравниваются и удерживают блокирующий элемент 28 на месте относительно прохода 36 до тех пор, пока не прилагается достаточная сила для разрушения хрупких перемычек 30a, 30b и блокирующий элемент 28 сдвигается под действием силы со своей первой позиции через проход 36 в блокирующее положение.

Несмотря на то, что буртик 26 на детонаторе 20 (фигуры 1 и 2) является вторым подходящим средством для зацепления элементом 28, нет необходимости использовать буртик как второе средство зацепления, входящее в зацепление с первым средством зацепления блокирующего элемента 28. Однако традиционный уплотнительный буртик 26 является подходящим вторым средством зацепления и не требует специальной конструкции детонатора 20.

Тем не менее, в альтернативной конструкции в соответствии с изобретением корпус 16 соединительного блока 10 мог бы иметь блокирующий элемент 28 для зацепления второго буртика или другого приспособления на детонаторе 20 или для зацепления торцевой поверхности 24a втулки 24 вместо буртика 26. Например, блокирующий элемент 28 может иметь канавку или отверстие для зацепления или размещения линии 22 для передачи сигнала и может опираться на торцевую поверхность 24a втулки 24 для удерживания детонатора 20 на месте.

На фигуре 7 показан блокирующий элемент 28, имеющий отверстие 32, образованное в нем и проходящее от нижней части 28a блокирующего элемента 28 по центральной линии. Блокирующий элемент 28 показан в блокирующем положении, в котором линия 22 для передачи сигнала зацепляется отверстием 32, блокирующий элемент 28 опирается на торцевую поверхность 24a и позиционируется для сжатия втулки 24, которая удерживается на месте буртиком 26. Блокирующий элемент 28' устанавливает детонатор 20 под сжимающей нагрузкой. Так как втулка 24 является упругой (высокоэластичный материал), сжимающая нагрузка или сила, прилагаемая к торцевой поверхности 24a и направленная к детонатору 20, заставляет сжатую втулку 24 действовать как пружина, прилагая силу к детонатору 20 в направлении непронумерованной стрелки на фиг. 7 (т.е. в направлении стрелок D на фиг. 4 и 4D). Данная сила удерживает детонатор 20, установленный в канале 18 (фигуры 3 и 4) и противодействует силам, таким как сила, указанная стрелкой T на фигуре 4 и прилагаемая к детонатору 20.

В варианте осуществления изобретения на фигуре 7 блокирующий элемент 28' может иметь упругую изогнутую конструкцию подобно блокирующему элементу 28 на фигурах 4A и 4B, в таком случае сжимающие силы, действующие на детонатор 20 (фигура 7), являются объединенными упругими силами сжатой втулки 24 и блокирующего элемента 28'. Альтернативно, блокирующий элемент 28' может иметь жесткую и/или плоскую конструкцию с сжимающей силой, действующей на детонатор 20, создаваемой только сжатием втулки 24. В варианте осуществления изобретения на фигуре 7 открытая торцевая поверхность 24a упругой втулки 24 служит вторым средством зацепления, образованным на детонаторе.

Соединительные блоки изобретения хорошо подходят для сборки поточной линии. Таким образом, оператор может вставлять пригодный детонатор 20 в канал 18, элементы 19a, 19b упора на выпускном конце канала 18 обеспечивают упор, который устанавливает детонатор 20 должным образом с буртиком 26, совмещенным с проходом 36 и секцией перемычки 28c. При детонаторе, удерживаемом на месте, оператор может привести в действие ножную педаль или другое пригодное приспособление или может использоваться автоматическое устройство для приведения в действие пресса, который прилагает силу, указанную стрелками F на фигуре 4D и 6A, к блокирующему элементу 28 для разрушения перемычек 30a, 30b и направления блокирующего элемента 28 через проход 36 в блокирующее положение, в котором он зацепляет и блокирует детонатор. Альтернативно, блокирующий элемент может приводиться в действие в полевых условиях для сборки на месте пригодного детонатора в соединительной коробке.

Блокирующий элемент 28 может иметь любую другую пригодную конфигурацию, которая входит в зацепление с детонатором 20 и смещает его в требуемое положение при вставлении в канал 18 для блокировки детонатора 20 на месте. Например, вместо вилкообразной конструкции, показанной на фигурах 4A и 4E, блокирующий элемент может иметь клиновидную или любую другую подходящую конфигурацию. Однако показанная вилкообразная конструкция является предпочтительной, благодаря принудительному блокирующему зацеплению, которое она обеспечивает между блокирующим элементом 28 и детонатором 20 с буртиком. Следует отметить, что верхняя часть отверстия 32 имеет открытую часть между выступами, на которых образуется поверхность 34a и 34b менее 180 градусов с тем, чтобы выступы, образованные на пересечении верхней части 32a и нижней части 32b, были гибкими снаружи, т.к. блокирующий элемент подается с усилием над буртиком 26 детонатора 20 и выступы возвращаются на место при движении над диаметром, т.е. центром буртика 26. Таким образом, блокирующий элемент 28 подается с усилием в защелкивающееся зацепление над центром с буртиком 26 детонатора 20 для того, чтобы блокирующий элемент 28 посредством этого устанавливался в проходе 36 и чтобы блокирующий элемент и детонатор 20 прочно блокировались в соединительном блоке 10.

При описании изобретения со ссылкой на частный предпочтительный вариант осуществления изобретения после ознакомления с предшествующим описанием для сведущих в данной области техники становится очевидным, что существуют многочисленные конструкции соединительных блоков, кроме показанного конкретного варианта осуществления изобретения, которые, тем не менее, отвечают сущности и объему изобретения. Имеется намерение включить все другие такие конструкции и существенные эквиваленты в прилагаемую формулу изобретения.

Реферат

Изобретение относится к взрывной технике и может быть использовано для соединения линий для передачи сигнала в подрывных инциирующих устройствах. Соединительный блок содержит элемент корпуса, имеющий канал, образованный в нем для приема и удерживания детонатора. Блокирующий элемент установлен в элементе корпуса в первом положении, совмещенном с блокирующим положением, но смещенным с него. Детонатор вставляется в канал соединительного блока и при совмещении с осью устанавливается должным образом в канале путем перемещения блокирующего элемента через проход для того, чтобы сместить по оси детонатор в требуемое положение и ввести в зацепление друг с другом блокирующий элемент и детонатор для их закрепления в канале. Предусмотрен способ сборки детонатора в соединительном блоке для создания комбинации детонатора и соединительного блока. Изобретение обеспечивает надежность соединения детонатора в соединительном блоке и точность его позиционирования. 5 с. и 33 з.п. ф-лы, 15 ил.

Формула