Патент на изобретение №2349867

(54) КАПСЮЛЬ-ДЕТОНАТОР С ЭЛЕКТРОННОЙ ЗАДЕРЖКОЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к средствам взрывания с фиксированной временной задержкой срабатывания. Технический результат – упрощение эксплуатации и понижение стоимости. Капсюль-детонатор с электронной задержкой содержит корпус, в котором размещены воспламенитель, электронный узел задержки взрывания, первичное и вторичное взрывчатые вещества, узел инициирования и сенсор, размещенные перед электронным узлом задержки. Причем сенсор выполнен с возможностью преобразования импульса от источника инициирования и передачи его электронному узлу задержки, который запрограммирован на определенное время задержки. При этом сенсор выполнен с возможностью включения электронного узла задержки в виде фотодатчика или термодатчика. 1 ил.

Изобретение относится к области разработок средств взрывания с фиксированной временной задержкой срабатывания и может быть использовано в составе электродетонаторов, пиротехнических реле, систем инициирования на основе ударно-волновых трубок (УВТ) и т.п., при производстве взрывных работ в горнорудной промышленности, строительстве, военном деле и т.п.

Практическое применение состоит в инициировании зарядов взрывчатых веществ (ВВ) с заданной временной задержкой.

Известны капсюли-детонаторы с пиротехническими узлами замедления: А.И.Лурье Электрическое взрывание зарядов. М.: Недра, 1973 г. [1], А.С. СССР №1043982 [2], патент РФ №2149341 [3] и др., в которых временная задержка срабатывания задается временем горения пиротехнических замедляющих составов различной плотности и рецептуры. Особенности горения пиротехнических составов определяют временной разброс в их горении, равный ˜ 10% от номинального значения времени замедления. Поэтому при производстве средств взрывания с пиротехническими замедлителями временные интервалы для каждой серии замедления устанавливаются исключающими перекрытие соседних серий замедления, в пределах вероятного временного разброса. Вследствие чего существенно снижается управляемость взрывом, особенно при взрывании с секундными временами замедления.

Создание точных интервалов замедления возможно при использовании электродетонаторов с электронным замедлением (патенты США №6,173.651 от 01.16.2001 [4], России №2147365 [5], 2211435 [6] и др.), в которых требуемое время замедления программируется непосредственно перед взрывом, а точность задания временных интервало⠘1 мс, в диапазоне от 0 до 20 с. Стоимость таких программируемых перед взрыванием устройств (i-kon detonator см. www.Orica.com) составляет 10 и более $ США, кроме того, они предъявляют высокие требования к квалификации взрывперсонала, так как предусматривают управление устройствами цифрового программирования и подрыва.

Наиболее близким к предлагаемому из указанных выше можно считать детонирующее устройство, защищенное патентом РФ №2211435, содержащее корпус и размещенные в нем заряд бризантного вещества насыпной плотности, заряд инициирующего вещества и узел воспламенения, выполненный в виде металлической спирали, соединенной с электронным модулем, который программируется на определенное время задержки взрывания непосредственно перед производством взрывных работ в полевых условиях.

Задачей изобретения является создание высокоточного электронного детонатора с программируемым при изготовлении временем замедления, работающего по сигналу, формируемому срабатыванием УВТ, электровоспламенителя, магнитного или электромагнитного, а также механического воздействия и т.п., простого в эксплуатации и низкой стоимости.

Поставленная задача решена за счет того, что капсюль-детонатор с электронной задержкой содержит корпус, в котором размещены воспламенитель, электронный узел задержки взрывания, первичное и вторичное ВВ, узел инициирования и сенсор, размещенные перед электронным узлом задержки, причем сенсор выполнен с возможностью преобразования импульса от источника инициирования и передачи его электронному узлу задержки, который запрограммирован на определенное время задержки, при этом сенсор выполнен с возможностью включения электронного узла задержки в виде фотодатчика или термодатчика”.

Описание устройства поясняется блочно-модульной схемой, изображенной на чертеже, где:

1 – корпус капсюля-детонатора; 2 – узел инициирования; 3 – сенсорный узел, преобразующий импульс от источника инициирования 2 и передающий его электронному узлу задержки инициирования 4, который формирует задержанный импульс тока; 5 – воспламенитель; 6 – первичное ВВ, 7 – вторичное ВВ.

В корпусе 1 устройства расположены: узел инициирования 2 (УВТ, электровоспламенитель или механического воздействия); сенсорный узел 3, преобразующий импульс от источника инициирования 2 в электрический, запускающий и питающий электронный узел задержки инициирования 4, который формирует задержанный импульс тока; воспламенитель 5, срабатывающий от полученного от электронного узла задержки 4 импульса тока, инициирующий подрыв мгновенного капсюля-детонатора, состоящего из первичного и вторичного ВВ – 6 и 7 соответственно. В качестве сенсора могут использоваться:

– фотодатчики (фотодиоды, фототранзисторы, фотосопротивления, болометры);

– пироэлектрические датчики;

– термодатчики.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от узла инициирования 2 (световой импульс, импульс давления или температуры) воспринимается сенсором 3, вырабатывающим электрический сигнал, который включает и питает электронный узел задержки 4, в котором в стационарных условиях запрограммированы задержки срабатывания. Электронный узел задержки 4 формирует через заданное время импульс тока, обеспечивающий срабатывание воспламенителя 5, инициирующего срабатывание первичного и вторичного ВВ (капсюля-детонатора мгновенного действия).

Электронный узел задержки может быть реализован на базе современных электронных устройств, способных к их программированию известными способами, или выполнен, как в прототипе, где электронный модуль, подключающийся для программирования времени задержки к двупроводной линии зарядки-управления, включает микропроцессор, накопительную емкость и ключ подрыва, при этом с линией зарядки-управления соединен узел зарядки накопительной емкости, выполненный на стабилитроне, диоде и защитной высоковольтной емкости, к накопительной емкости подключен понижающий стабилизатор, выход которого подключен к выводу питания микропроцессора, к накопительной емкости подключена цепочка последовательно соединенных устройства взрывания и ключа подрыва, вход управления которого подключен к первому сигнальному выводу микропроцессора, к накопительной емкости также подключена цепочка последовательно соединенных зарядного резистора, измерительного ключа и измерительной емкости, общая точка соединения измерительного ключа и измерительной емкости подсоединена ко второму сигнальному выводу микропроцессора, управляющий вход измерительного ключа соединен с цепью питания микропроцессора, двунаправленный согласователь уровней соединен одним входом-выходом с третьим сигнальным выводом микропроцессора, другим входом-выходом – через защитную емкость с линией зарядки-управления.

Программирование электронного узла на определенное время задержки по линии зарядки-управления производится в стационарных условиях при его изготовлении, после чего он отключается от линии. При работе он включается сенсором.

Работа с таким устройством не отличается от принятой при использовании систем неэлектрического взрывания СИНВ и других, что не требует дополнительного обучения взрывперсонала, при этом существенно повышается управляемость взрывом. Отсутствие электрических проводов и необходимости программирования изделий на блоке, непосредственно перед взрывом, сокращает время подготовки взрыва и удешевляет его проведение.

Источники информации

1. А.И.Лурье. Электрическое взрывание зарядов. М.: Недра, 1973 г.

2. А.С. СССР №1043982.

3. Патент РФ №2149341.

4. Патент США №6,173.651 от 01.16.2001.

5. Патент РФ №2147365 от 15.06.1998, F42В 3/10, F42 C19/08.

6. Патент РФ №2211435 от 06.06.2001, F42B 3/10, F42 C19/08.

7. Патент РФ №2161293.

Формула изобретения

Капсюль-детонатор с электронной задержкой, содержащий корпус, в котором размещены воспламенитель, электронный узел задержки взрывания, первичное и вторичное взрывчатые вещества, узел инициирования и сенсор, размещенные перед электронным узлом задержки, причем сенсор выполнен с возможностью преобразования импульса от источника инициирования и передачи его электронному узлу задержки, который запрограммирован на определенное время задержки, отличающийся тем, что сенсор выполнен с возможностью включения электронного узла задержки в виде фотодатчика или термодатчика.

РИСУНКИ