Корпус детонационного реле низкоэнергетической системы инициирования взрыва - RU2070313C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к корпусу детонационного реле низкоэнергетической системы инициирования взрыва для использования во взрывных работах, а более конкретно к неэлектрической, низкоэнергетической системе инициирования взрыва, имеющей поверхностное соединение для малошумного, управляемого по времени инициирования ненаправленной передачи сигналов в, по меньшей мере, одной передающей трубке посредством низкоэнергетического детонатора.

Хаpактеpистика известного уpовня техники
В детонировании совокупности зарядов взрывчатого вещества в системе взрывных работ, как правило, требуется, чтобы регулирование по времени таких детонаций точно контролировалось. Это справедливо, например, в карьерных взрывных работах, где последовательные задержки между зарядами должны регулироваться в пределах миллисекундной точности. Для того, чтобы регулировать такое распределение по времени зарядов, линии передачи сигналов развертываются от центрального пункта инициирования для передачи сигнала, чтобы бетонировать отдельные заряды взрывчатого вещества. Нормально, эти линии состоят из одной или более главных магистральных линий, соединенных с совокупностью концевиков. Регулирование по времени детонирующего сигнала нормально достигается посредством использования предварительно выбранных протяженностей известных линий передачи, или посредством задержки сигнала, как по отдельности, так и в совокупности, например, блоком задержки дискретных сигналов, или детонатором замедленного действия, где это представляется необходимым.

Способ соединения линий передачи сигналов, например, между магистральной линией и совокупностью концевиков, зависит от типа используемой линии передачи. Обычные огнепроводные шнуры и детонирующие шнуры могут соединяться непосредственным связыванием линий вместе. Такие огнепроводные шнуры и детонирующие шнуры заключают в себе сердечник из высокоэнергетического взрывчатого вещества, которое создает громкий шум по время распространения сигналов, этот шум является предметом особенной озабоченности для рабочих и во время проведения взрывных pабот около населенных районов.

Неразрушающиеся передающие трубки также могут использоваться, чтобы передавать детонирующий сигнал в системе взрывных работ. Передающая трубка может быть типа, раскрытого в патенте США N 4.607.573, часто называемого "ударной трубкой". Как таковой применяется здесь, термин "передающая трубка" относится к любой передающей трубке или линии для детонирующих или дефлагрирующих сигналов, включающей гибкую полую трубку, которая может передавать детонирующий или дефлагрирующий сигнал вдоль ее внутренней полости, этот сигнал не разрушает эту трубку. Термин "сигнал", когда таковой используется в связи с упомянутой выше передающей трубкой, предназначается, чтобы таковой относился как к детонирующей ударной волне, так и дефлагpиpующему фронту пламени, которые передаются вдоль внутренней полости трубки, благодаря сгоранию реакционноспособных веществ, заключенных в ней. Сигнал, проходящий через передающую трубку, является настолько тихим, что может считаться "бесшумным".

Передающие трубки могут соединяться в схему взрывных работ, например, см. патент США N 3.987.732, в котором раскрыт корпус детонационного реле низкоэнергетической системы инициирования взрыва, выполненный с каналом для установки детонатора и с полостью для размещения передаточных трубок. Соединительный блок, описанный в этом патенте, имеет пару передающих трубок в параллельном расположении относительно детонатора. Детонатор заключает в себе заряд высокоэнергетического взрывчатого вещества, который детонирует постепенно вдоль его длины в линейной и направленной форме, в силу чего, передавая детонационную энергию к передающим трубкам в однонаправленной форме. Реакция в передающих трубках, вообще, продолжается в продолженном направлении, а не в противоположном направлении, эта однонаправленная передача имеет прямое отношение к системе (схеме, паспорту) взрывных работ, т.к. неправильная сборка передающей трубки в соединителе может направлять реакцию в неправильном направлении, в силу чего, препятствовать надежной передаче сигнала к шпуровым детонаторам.

Задачей этого изобретения является разработка поверхностного соединения низкоэнергетической системы инициирования взрыва для надежной ненаправленной передачи сигнала инициирования к отдаленным элементам системы взрывных работ, в малошумной и регулируемой по времени форме;
Другой задачей этого изобретения является разработка усовершенствованного соединительного блока, чтобы осуществлять поверхностное соединение низкоэнергетической системы инициирования взрыва, где надежное инициирование ненаправленной передачи сигнала начинается в, по меньшей мере, одной передающей трубке низкоэнергетическим детонатором, принятом в соединительном блоке;
Дальнейшей задачей этого изобретения является разработка соединительного блока для легкого соединения совокупности передающих трубок в наложенном друг на друга, обеспечивающем передачу энергии взаимном положении с взрывным концом низкоэнергетического детонатора, этот соединительный блок является дешевым и, по существу, развертываемым на месте;
Очередной задачей этого изобретения является разработка соединения низкоэнергетической системы инициирования взрыва, имеющего соединительный блок с амортизирующим ударные нагрузки защитным корпусом, который сводит к минимуму инициируемую ударом детонацию низкоэнергетического детонатора, заключенного в нем, и который, по существу, сдерживает в себе любые осколки после инициирования низкоэнергетического детонатора;
Еще другой задачей этого изобретения является разработка низкоэнергетической системы инициирования взрыва, имеющей экологически безопасные составные части для легкой сборки при неблагоприятных условиях окружающей среды, чтобы надежно передавать сигнал инициирования к отдаленным элементам системы взрывных работ;
Дальнейшей задачей этого изобретения является разработка усовершенствованного способа малошумного, регулируемого по времени инициирования удаленных элементов системы взрывных работ, который является надежным при неблагоприятных условиях окружающей среды.

Цель изобретения направлена на устранения недостатков, присущих известному корпусу и решения поставленных задач, а именно повышению надежности передачи сигнала к шнуровым детонаторам.

Цель изобретения достигается за счет того, что в известную конструкцию корпуса введены упруго деформируемый сегмент, закрепленный одним концом неподвижно на одном из концов корпуса, и зажимной элемент, прикрепленный к противоположному конце упомянутого сегмента, а полость для размещения передаточных трубок образована между корпусом, упруго деформируемым сегментом и зажимным элементом и имеет криволинейное поперечное сечение, размеры и конфигурацию, приспособленные для размещения и фиксации нескольких передаточных трубок, при этом, по меньшей мере, часть упруго деформируемого сегмента имеет уменьшенную толщину по сравнению с толщиной корпуса, а на стенках канала в корпусе размещены элементы крепления для установки детонатора для обеспечения инициирования одной или нескольких передаточных трубок, размещенных в упомянутой полости, причем зажимной элемент и упруго деформируемый сегмент выполнены за одной целое с корпусом, полость для размещения передаточных трубок выполнена

Поверхностное соединение низкоэнергетической системы инициирования взрыва, согласно настоящему изобретению, содержит, в его предпочтительном варианте осуществления, соединительный блок, имеющий корпус с каналом, образованным в нем, для приема и удерживания низкоэнергетического детонатора; и средства на корпусе одной, или совокупности передающий трубок, в наложенном друг на друга, обеспечивающим передачу энергии взаимном положении с взрывным концом детонатора, где ненаправленная передача сигнала инициируется в передающих трубках, в качестве реакции на активизацию низкоэнергетического детонатора для малошумной регулируемой по времени передачи сигнала инициирования передающими трубками, чтобы, таким образом передавать дальше сигнал инициирования к удаленным элементам системы взрывных работ.

В соответствии с этим изобретением, лапки образуются в этом канале для удерживания с защелкиванием детонатора и позиционирующие клинья образуются в канале для позиционирования низкоэнергетического детонатора внутри канала, при взрывном конце в состоянии наложения с боковой стороной передающих трубок.

Кроме того в соответствии с этим изобретением, экологически безопасные низкоэнергетическая система инициирования взрыва и способ сборки раскрываются с использованием поверхностного соединения для легкой и надежной сборки системы при неблагоприятных условиях окружающей среды, эта система надежно передает сигнал инициирования к отдаленным элементам системы взрывных работ. Эта система обеспечивается совокупностью отходящих передающих трубок, соединенных на одном конце с находящимися на расстоянии (отдаленными) элементами системы взрывных работ и имеющих уплотнение от вредного воздействия окружающей среды на противоположном конце; входящей передающей трубкой, соединенной на одном конце с источником инициирования сигналов и соединенной на противоположном конце с низкоэнергетическим детонатором; и корпусом, имеющим канал, образованным в нем, для приема детонатора. Детонатор вставляется в этот канал и удерживается в нем, а отходящие передающие трубки удерживаются в наложенном, обеспечивающем передачу энергии взаимном положении с концом детонатора, содержащим взрывчатый состав, в котором взрывчатый состав детонатора инициируется в качестве реакции на сигнал инициирования, переданный от источника инициирования сигналов внутри входящей передающей трубки, в силу чего, инициируется ненаправленная передача сигнала внутри отходящих передающих трубок для передачи сигнала инициирования к элементам системы взрывных работ.

На фиг. 1 представлен вид сверху соединительного блока, согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 изображение в поперечном разрезе соединительного блока, взятом по линии 2-2, показанной на фиг. 1; на фиг. 3 - изображение в поперечном сечении, взятом по линии 3-3, показанной на фиг. 1; на фиг. 4 вид сбоку соединительного блока, показанного на фиг. 1, имеющего детонатор и совокупность передающих трубок, принятых в нем, причем детонатор показан в фантомном изображении; на фиг. 5 схематический вид в плане низкоэнергетической системы инициирования взрыва, в которой используется низкоэнергетическое поверхностное соединение, согласно этому изобретению.

Устройство согласно фиг. 1-5 представляет собой корпус детонационного реле низкоэнергетической системы инициирования взрыва, содержащий канал для установки детонатора, полость для размещения передаточных трубок, упруго деформируемый сегмент, закрепленный одним концом неподвижно на одном из концов корпуса, и зажимной элемент, прикрепленный к противоположному концу упомянутого сегмента, при этом полость для размещения передаточных трубок образована между корпусом, упруго деформируемым сегментом и зажимным элементом и имеет криволинейное поперечное сечение, размеры и конфигурацию, приспособленные для размещения и фиксации нескольких передаточных трубок, а, по меньшей мере, часть упруго деформируемого сегмента имеет уменьшенную толщину по сравнению с толщиной корпуса, на стенках канала в корпусе размещены элементы крепления для установки детонатора для обеспечения инициирования одной или нескольких передаточных трубок, размещенных в упомянутой полости, причем зажимной элемент и упруго деформируемый сегмент выполнены за одно целое с корпусом, полость для размещения передаточных трубок выполнена j-образной формы в продольном сечении и ориентирована как перпендикулярно, так и параллельно относительно оси детонатора для передачи инициирующего импульса от детонатора через боковые стенки передаточных трубок; кроме того, полость для размещения передаточных трубок выполнена шириной, меньшей внешнего диаметра передаточной трубки; на внутренних стенках упомянутой полости установлены фиксаторы для крепления передаточных трубок и удерживания их внутри полости, а крепежные элементы на стенках канала выполнены в виде упруго деформируемых лапок и клиньев для удерживания детонатора в канале.

Описание пpедпочтительного ваpианта осуществления изобpетения.

Поверхностное соединение низкоэнергетической системы инициирования взрыва, согласно настоящему изобретению, является особенно хорошо пригодной для надежной, малошумной, регулируемой по времени передачи сигнала инициирования между источником инициирования сигнала и совокупностью находящихся на расстоянии элементов системы взрывных работ. Соединение, согласно этому изобретению, осуществляется усовершенствованным соединительным блоком, который удерживает одну, или совокупность передающих трубок в наложенном друг на друга, обеспечивающем передачу энергии взаимном положении с взрывным концом низкоэнергетического детонатора.

В частности, что касается фиг. 1, 2, 3 и 4, соединительный блок, согласно этому изобретению, в общем, показывается позицией 10 и содержит корпус 11, имеющий канал 13, образованный в нем. Каналу 13 придается такая конфигурация, чтобы он мог принимать низкоэнергетический детонатор 15, и пара лапок 18, 19 образуется в канале, чтобы надежно удерживать детонатор 15 внутри канала. Лапкам 18, 19 придается такая конфигурация, чтобы детонатор мог приниматься в канале посадкой с защелкиванием для надежного удерживания и легкости сборки. Это лапки содержат упруго деформируемую обработанную под углом поверхность 52, 53, чтобы осуществлять посадку с защелкиванием детонатора в канале.

Что касается фиг. 4, низкоэнергетический детонатор 15 может быть любого типа, известного в данной области техники, который обладает способностью передачи сигнала инициирования через боковую стенку уплотненной передающей трубки, в качестве реакции на активизацию детонатора для инициирования передачи сигнала внутри передающей трубки. Более конкретно, детонатор содержит цилиндрический корпус 20, имеющий пиротехнический замедлитель 21 и взрывчатый элемент 22, заключенные в нем.

Элемент задержки 21 содержит в себе формованный состав замедлителя 23 внутри металлической трубки, например, свинцовой. Состав замедлителя может быть любого подходящего типа, известного в данной области техники, для сгорания от одной боковой стороны элемента к другой в течение периода времени, который может точно предопределяться. Типично, используется только один замедлитель, однако, многочисленные замедлители могут использоваться, чтобы достигать требуемого времени задержки. Для цепей настоящего изобретения, взрывчатый элемент 22 является меньшего размера, чем заключенный в типичном шпуровом детонаторе, состоящим из только от 1 до 2 гранов взрывчатого вещества, в сравнении с примерно от 5 до 28 гранов взрывчатого вещества, заключенного в типичном шпуровом детонаторе.

Входящая передающая трубка 25 надежно удерживается в конце низкоэнергетического детонатора 15, предпочтительно, процессом заводской сборки, где высокоэластичная опора 28 располагается между трубкой 25 и концом корпуса 20, и буртик 26 помещается в конце корпуса, чтобы удерживать опору 28 в трубке 25. Заводская сборка обеспечивает безопасное и надежное соединение трубки и корпуса при контролируемых условиях, чтобы сводить к минимум попадание загрязняющих веществ в трубку и корпус.

Пара позиционирующих клиньев 30, 31 образуется внутри канала 13 для образования сцепления с буртиком 26 в корпусе детонатора для позиционирования низкоэнергетического детонатора 15 внутри канала и удерживания детонатора в положении выравнивания внутри этого канала.

Снова обратимся к фиг. 1, 2 и 4, зацепляющий и зажимающий трубку элемент 35 удерживается рядом с концом корпуса 11 упруго деформируемым сегментом 36. В предпочтительном варианте осуществления этого изобретения, корпус 11, элемент 35 и сегмент 36 входят в состав единой конструкции для легкости в устройстве и простоты в проектировании; однако это изобретение могло бы работать одинаково хорошо, если бы корпус 11, элемент 35 и сегмент 36 формовались отдельно и соединялись вместе походящими крепежными средствами. Корпус имеет существенные размер и толщину, чтобы позволять улавливание осколков после детонации детонатора, и для легкости обращения с детонатором во время полевой сборки системы взрывных работ. Сегмент 36 делается из материала меньшей толщины, чем корпус, в силу чего, допускается, чтобы таковой прогибался или изгибался под действием силы. Сегмент 36 удерживает элемент 35 на коротком расстоянии от корпуса 11, в силу чего, образуется щель 37 в большей частью перпендикулярном отношении к низкоэнергетическому детонатору 15. Позиционирующие клинья 30, 31 функционируют так, чтобы устанавливать в требуемое положение низкоэнергетический детонатор 15 с взрывчатым концом 55, примыкающим к щели 37.

Ширина щели 37 является слегка меньше наружного диаметра передающей трубки 40, чтобы надежно удерживать каждую трубку в состоянии наложения с взрывчатым концом 22 детонатора, как это иллюстрировано на фиг. 4. Удерживающие элементы 42, 43 образуются на корпусе 11, а зацепляющий элемент 35 у верхней части щели 37 на обеих сторонах канала 13 для удерживания передающих трубок внутри щели. Поэтому, будет пониматься, что хотя щели 37 может придаваться такая конфигурация, чтобы принимать совокупность трубок, одиночная трубка, принятая в ней, будет прочно удерживаться для надежного инициирования низкоэнергетическим детонатором 15.

Как можно видеть из приведенного выше описания, соединительный блок 10 обеспечивает упрощенное соединение детонатора 15 с передающими трубками 40 системы взрывных работ предоставлением возможности протяженностям передающих трубок 40 располагаться в щели 37 в состоянии наложения с взрывчатым концом 22 детонатора. Как иллюстрировано на фигурах 2 и 3, щель 37 может продолжаться под прямым углом в j-образной форме при ее основании, становящимся параллельным оси детонатора, таким образом, образуя тангенциальную взаимосвязь передающих трубок 40 с детонатором в получившей форму угла части щели. Это устройство позволяет большему числу передающих трубок быть вставленными в щель, причем ограничивающий фактор состоит в том, чтобы каждая передающая трубка находилась в наложенном друг на друга, обеспечивающем передачу энергии взаимном положении с частью детонатора, заключающей в себе взрывчатое вещество 22.

Термин "передача энергии" относится к импульсу низкого энергетического уровня от взрывчатого вещества детонатора 22, который передается через боковую стенку передающих трубок 40 и непосредственно сообщается с внутренней полостью трубок для воспламенения реакционноспособного вещества, заключенного в ней. Импульс подается, после активизирования детонатора 15, по существу, к некоторой точке на трубках, который затем распространяется в сторону от точки инициирования в обоих направлениях. Это ненаправленное точечное инициирование передающих трубок 40 требует только минимального количества взрывчатого вещества 22, в силу чего, сводится к минимуму шум, генерируемый после активизации детонатора, и образуется мало осколков после активизации детонатора.

Для того, чтобы осуществлять ненаправленное точечное инициирование передающих трубок 40, трубки 40, предпочтительно, удерживаются, в основном, в перпендикулярном взаимном положении с детонатором 15 в щели 37, как показано на фиг. 3; однако, надежное точечное инициирование трубок 40 может осуществляться, при условии, чтобы трубки 40 находились в наложенном взаимном положении, обеспечивающем передачу энергии, с взрывчатым концом детонатора 15.

Соединительный блок 10 является, в частности, полезным для поверхностного монтажа в низкоэнергетической системе взрывных работ и, поэтому, представляется важным для соединительного блока быть амортизирующим ударные нагрузки, чтобы предохранять детонатор 15 от ударных сил. Дополнительно, соединительный блок 10 будет использоваться при большом разнообразии климатических условий и поэтому представляется важным, чтобы упруго деформируемый сегмент 36 не становился хрупким в холодных условиях и не терял его прочности и эластичности в условиях жаркой погоды. Материал соединительного блока должен также быть достаточно мягким, чтобы позволять улавливание малого количества осколков, разбрасываемых после детонации детонатора. Поэтому соединительный блок, предпочтительно, производится из высокопрочного, долговечного и амортизирующего ударные нагрузки материала, который сохраняет его упругую деформацию в пределах широкого диапазона температур. Подходящие материалы включают полиолефины, такие как полиэтилен средней плотности.

Работа соединения, согласно этому изобретению, в низкоэнергетической системе инициирования взрыва наилучшим образом понимается посредством примера. Низкоэнергетический детонатор 15, прижатый к входящей передающей трубке 25, устанавливается по месту с защелкиванием в соединительном блоке 10. Отходящие передающие трубки 45, 46, 47, 48 удерживаются в состоянии наложения с взрывчатым концом низкоэнергетического детонатора 15 внутри щели зацепляющим трубки элементом 35. Каждая отходящая передающая трубка уплотняется на одном конце, чтобы предупреждать попадание загрязнения из окружающей среды, и имеет находящийся на расстоянии элемент системы взрывных работ, например, шпуровой детонатор 50, или низкоэнергетический детонатор 15' другого соединительного блока, прижатый на его другом конце. Посредством обеспечения компонентных частей системы, уплотненных против загрязнения компонентных частей системы, уплотненных против загрязнения из окружающей среды, система может собираться для надежной работы даже при неблагоприятных условиях окружающей среды.

Эта система собирается непосредственно на поверхности, исключая затраты времени и издержки на подготовку траншей для заглубления передающих трубок и соединительного блока перед приведением в действие системы. Прочный корпус соединительного блока 10 позволяет, чтобы с ним можно было легко обращаться во время полевой сборки системы.

Низкоэнергетический детонатор 15 соединительного блока детонирует в качестве реакции на сигнал инициирования, переданный от источников инициирования сигналов (не показан), внутри входящей передающей трубки 25, вызывающий ненаправленное точечное инициирование отходящих передающих трубок 45, 46, 47, 48. Каждая отходящая передающая трубка 45, 46, 47, 48 передает сигнал вдоль ее протяженности для прямого инициирования шпурового детонатора 50, или инициирования низкоэнергетического детонатора 15', в соединительном блоке 10' концевика. Соединительный блок 10' концевика может соединяться для прямого инициирования последующих шпуровых детонаторов 50' или, в форме дальнейшей передачи, как по отдельности, так и в совокупности, с последующими соединительными блоками 10'' для трансляции сигнала инициирования к оконечным элементам системы взрывных работ.

Как будет пониматься специалистами в данной области техники, детонатор 15, 15' каждого соединительного блока и каждый шпуровой детонатор 50, 50' может заключать в себе замедлитель, между взрывчатым составом детонатора и передающей трубкой, принятой в детонаторе. Длина замедлителя и временная задержка для каждого детонатора будут выбираться такими, чтобы осуществлять требуемую последовательность взрывных работ.

Несмотря на то, что это изобретение было иллюстрировано и описано в отношении иллюстративного варианта осуществления такового, должно пониматься специалистами в данном области техники, что различные другие изменения, пропуски и дополнения могут делаться в нем и дополнять такое без отступления от сущности и объема этого изобретения.

Реферат

Корпус детонационного реле низкоэнергетической системы инициирования взрыва и поверхностное соединение для таковой раскрываются для малошумной, управляемой по времени передачи сигнала инициирования от источника инициирования сигналов к совокупности находящихся на расстоянии элементов взрывных работ. Соединительный блок для этой системы содержит корпус, имеющий канал, образованный в нем, для приема низкоэнергетического детонатора. Зацепляющий трубки элемент образуется на конце корпуса для удерживания передающих трубок рядом с концом канала. Лапки образуются в канале, удерживания с защелкиванием детонатора, и позиционирующие клинья образуются в канале, для позиционирования детонатора с взрывчатым концом детонатора в наложенном друг на друга, обеспечивающем передачу энергии взаимном положении с боковыми сторонами передающих трубок. Ненаправленная передача сигналов инициируется в передающих трубках в качестве реакции на активизацию детонатора для управляемой по времени передачи сигнала инициирования к находящимся на расстоянии элементам системы взрывных работ. 5 з. п. ф-лы, 5 ил.

Формула