×
20.07.2015
216.013.6262

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к взрывным устройствам и может быть использовано в подрывных зарядах. Устройство для формирования детонационной волны содержит источник инициирования, основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), матрицу с сетью детонационных каналов с концевыми участками с частями, расположенными в расширениях, в виде замкнутой оболочки сферической формы или в форме полого цилиндра, инертный слой из материала с акустической жесткостью и толщиной, зависящими от глушения и передачи ударной волны, полый и составной сердечник. Замкнутая оболочка с толщиной, зависящей от критического диаметра детонации ВВ оболочки, содержит полость сферической формы или в форме диска с закругленными кромками. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность устройства при аварийных воздействиях. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к взрывной технике, в частности к конструкции взрывных устройств, предназначенных для формирования детонационной волны.

Помимо обеспечения надежности работы изделий, важнейшей задачей, стоящей в данной области техники, является создание устройств, обладающих повышенной стойкостью к неблагоприятным аварийным воздействиям, способным вызвать несанкционированный взрыв изделий, таким как пожар, прострел и т.п.

Известны аналогичные устройства, позволяющие решить представленную задачу.

Например, известно устройство формирования взрывной волны в основном заряде взрывчатого вещества (ВВ) [патент РФ № 2296943, публ. 10.04.2007 г.], обеспечивающее инициирование основного заряда ВВ от одного или более электродетонаторов и предотвращение его инициирования в случае аварийных воздействий. Устройство включает в себя источник инициирования в виде одного или более электродетонаторов, основной заряд ВВ и матрицу с сетью детонационных каналов с концевыми участками, выходящими на поверхность основного заряда. С помощью электродетонатора производится подрыв входных участков каналов, от которых детонационные волны по разветвляющимся каналам матрицы расходятся до концевых участков, подрывающих основной заряд ВВ и формирующих в нем взрывную волну.

Недостатком известного устройства является то, что взрыв основного заряда ВВ предотвращается лишь от аварийных воздействиях, способных инициировать чувствительное ВВ электродетонаторов, а при неблагоприятных аварийных воздействиях, способных инициировать детонацию в ВВ матрицы, приводит к несанкционированному взрыву основного заряда ВВ из-за непосредственного выхода концевых участков, заполненных ВВ, на поверхность основного заряда ВВ.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к заявляемому изобретению является устройство для формирования взрывной волны [патент РФ № 2413165, публ. 27.02.2011 г.], включающее в себя источник инициирования, основной заряд ВВ и матрицу с сетью каналов, заполненных ВВ и имеющих общий входной участок, участки, расположенные вдоль поверхности матрицы, и концевые участки, выполненные с расширением и прилегающие к основному заряду ВВ под углом к поверхности матрицы. В качестве ВВ в каналах используют ВВ с различной чувствительностью к детонационному импульсу, причем менее чувствительным ВВ полностью или частично заполнены участки, расположенные под углом к поверхности матрицы. При этом остальные участки каналов матрицы, которые имеют меньшие размеры, заполнены чувствительным ВВ. Согласно изобретению при инициировании шашки общего входного участка импульс по детонационным каналам распространяется по чувствительному ВВ к концевым участкам и возбуждает детонацию в менее чувствительном ВВ расширяющейся части концевых элементов, которые инициируют основной заряд ВВ.

Недостатком известного решения является то, что при пожаре происходит расплавление ВВ матрицы и другие процессы, способные вызвать его взрыв, передачу детонации концевым участкам и далее основному заряду ВВ, так как они непосредственно прилегают к его поверхности. Таким образом, при пожаре сохраняется опасность взрыва основного заряда ВВ, т.е. снижается взрывобезопасность устройства.

Техническим результатом заявляемого устройства является существенное повышение взрывобезопасности устройства формирования детонационной волны при аварийных пожарных воздействиях с сохранением уровня взрывобезопасности при аварийно-осколочных воздействиях и сохранении надежности инициирования основного заряда ВВ.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для формирования детонационной волны, включающем в себя источник инициирования, основной заряд взрывчатого вещества (ВВ) и матрицу с сетью детонационных каналов с концевыми участками, расположенными в отверстиях с расширением, новым является то, что между основным зарядом ВВ и матрицей дополнительно размещен инертный слой, выбор материала и толщины которого связан с глушением ударной волны при нештатном распространении детонации по концевому участку и с обеспечением передачи ударной волны от концевого участка к основному заряду ВВ в штатном режиме, при этом части концевых участков, расположенные в расширениях, выполнены в виде замкнутой оболочки с толщиной, обеспечивающей распространение детонации, причем замкнутая оболочка примыкает к инертному слою, а в ее полости размещен сердечник, повторяющий форму полости и выполненный из инертного материала, причем отношение массы сердечника к его объему отличается, по крайней мере, в полтора раза от плотности ВВ замкнутой оболочки.

Кроме того, в устройстве замкнутая оболочка может быть выполнена сферической формы или в форме полого цилиндра, и в случае выполнения замкнутой оболочки сферической формы она может быть усечена со стороны примыкания к инертному слою на глубину (0,01…0,03)R, где R - радиус сферы. Полость замкнутой оболочки может быть выполнена сферической формы или в форме диска с закругленными кромками. Сердечник может быть выполнен полым. Сердечник может быть выполнен составным, по крайней мере, из двух частей, по крайней мере одна из которых выполнена из материала с плотностью, отличающейся от плотности материала других частей. При выполнении замкнутой оболочки сферической формы свободный объем между стенкой отверстия, инертным слоем и замкнутой оболочкой вокруг места примыкания замкнутой оболочки к инертному слою может быть заполнен инертным материалом, обеспечивающим глушение ударной волны. Толщина замкнутой оболочки δоб может быть выбрана из условия δоб=(1,5…10,0)dкр, где dкр - критический диаметр детонации ВВ оболочки. Инертный слой может быть выполнен из материала, акустическая жесткость которого не менее 2,3·106 кг/м2с.

Дополнительное размещение между основным зарядом ВВ и матрицей инертного слоя, выбор материала и толщины которого связан с глушением ударной волны при нештатном распространении детонации по концевому участку и обеспечением передачи ударной волны от концевого участка к основному заряду ВВ в штатном режиме, позволяет повысить взрывобезопасность устройства при сохранении его надежности.

Выполнение частей концевых участков, расположенных в расширениях, в виде замкнутых оболочек, примыкающих к инертному слою, которые при искажении своей формы в условиях пожара и расплавления ВВ не смогут создать давления детонационной волны, достаточного для формирования в инертном слое ударной волны, способной инициировать детонацию в основном заряде ВВ, также повышает взрывобезопасность устройства. При штатном же инициировании замкнутой оболочки происходит значительное усиление давления схлопывающейся детонационной волны в зоне прилегания замкнутой оболочки к инертному слою с формированием в нем интенсивной ударной волны, достаточной для надежного инициирования ВВ основного заряда.

Выбор толщины замкнутой оболочки, обеспечивающей распространение детонации, гарантирует работоспособность устройства в целом.

Размещение в полости замкнутой оболочки сердечника, повторяющего форму полости, обеспечивает его плотную фиксацию без зазоров в полости, что предотвращает свободное перемещение, удары и нарушение формы оболочки и обеспечивает сохранение формы замкнутой оболочки во всех условиях применения для надежного формирования детонационной и ударной волн.

Выполнение сердечника из инертного материала при условии, что отношение массы сердечника к его объему отличается, по крайней мере, в полтора раза, плотность ВВ замкнутой оболочки играет существенную роль в повышении взрывобезопасности устройства при пожаре. В условиях расплавления ВВ оболочки это отличие приводит к относительно быстрому смещению сердечника (всплытию или погружению) в полости расширения с расплавом ВВ и искажению формы оболочки. При этом, в случае взрыва ВВ матрицы, предотвращается получение схлопывающейся детонационной волны с давлением, достаточным для формирования в инертном слое ударной волны, способной инициировать детонацию в основном заряде ВВ. Кроме того, это отличие способствует усилению ударной волны в инертном слое за счет ее отражения от границы плотностей, что гарантирует надежность инициирования основного заряда ВВ.

Использование замкнутой оболочки сферической формы или в форме полого цилиндра способствует значительному усилению схлопывающейся детонационной волны со стороны прилегания замкнутой оболочки к инертному слою, что повышает надежность инициирования основного заряда ВВ.

Выполнение замкнутой оболочки сферической формы с усечением со стороны примыкания к инертному слою на глубину (0,01…0,03)R, где R - радиус сферы, увеличивает площадку соприкосновения замкнутой оболочки с инертным слоем, что повышает эффективность передачи ударной волны.

Выполнение полости замкнутой оболочки сферической формы или в форме диска с закругленными кромками и повторяющий ее форму сердечник оптимизируют распространение детонации по оболочке и повышают его надежность за счет исключения так называемых темных зон непрореагировавшего ВВ. Кроме того, это уменьшает необходимое количество применяемого ВВ, что повышает взрывобезопасность изделия, особенно при пожаре.

Дополнительное выполнение сердечника полым позволяет расширить технологические возможности при конструировании устройства и подборе материала сердечника для оптимизации усиления ударной волны в инертном слое за счет ее отражения от границы материала сердечника, что также способствует надежному инициированию основного заряда ВВ.

Использование составного сердечника, по крайней мере, из двух частей, по крайней мере, одна из которых выполнена из материала с плотностью, отличающейся от плотности материала других частей, также расширяет технологические возможности при конструировании устройства и подборе материалов и приводит к более надежному инициированию за счет дополнительного усиления отражения ударной волны в инертный слой от сердечника.

Заполнение свободного объема между стенкой отверстия, инертным слоем и замкнутой оболочкой вокруг места примыкания замкнутой оболочки к инертному слою инертным материалом, обеспечивающим глушение ударной волны, позволяет снизить давление ударной волны при нештатном инициировании детонации в оболочке и предотвратить инициирование основного заряда ВВ.

Выбор толщины замкнутой оболочки δоб из условия δоб=(1,5…10,0)dкр, где dкр - критический диаметр детонации ВВ оболочки, позволяет оптимизировать количество ВВ, применяемого для надежного инициирования основного заряда ВВ, что гарантирует взрывобезопасность изделия с сохранением возможности его надежного инициирования.

Выполнение инертного слоя из материала с акустической жесткостью не менее 2,3·106 кг/м2с позволяет надежно передать ударную волну основному заряду ВВ и инициировать его детонацию.

Варианты конструкции заявленного устройства представлены на чертежах в поперечном разрезе, где 1 - источник инициирования, 2 - основной заряд ВВ, 3 - матрица, 4 - сеть детонационных каналов, 5 - концевой участок, 6 - замкнутая оболочка, 7 - сердечник, 8 - инертный слой, 9 - отверстие, 10 - расширение.

В представленных вариантах реализации устройства на поверхности основного заряда ВВ 2 из бризантного взрывчатого состава размещен инертный слой 8 в виде плотно прилегающей оболочки из алюминиевого сплава толщиной 1,5 мм с акустической жесткостью 1,4·107 кг/м2с. На инертный слой 8 плотно установлена матрица 3 из пластического материала на основе стирола с сетью детонационных каналов 4 на ее внешней поверхности, разветвляющихся от источника инициирования 1 к концевым участкам 5, которые расположены в отверстиях 9 с расширением 10. В первом варианте по фиг. 1 в расширении 10 размещена сферическая замкнутая оболочка 6 внешним диаметром 4 мм и толщиной 0,75 мм, что соответствует условию δоб=(1,5…10,0)dкр, где δоб - толщина оболочки, dкр - критический диаметр детонации ВВ оболочки. Сферическая замкнутая оболочка выполнена с усечением со стороны примыкания к инертному слою 8 на глубину 0,04 мм, что соответствует условию (0,01…0,03)R, где R - радиус сферы. Имеющийся свободный объем между стенкой отверстия 9, инертным слоем 8 и замкнутой оболочкой 6 вокруг места примыкания замкнутой оболочки 6 к инертному слою 8 заполнен пластическим материалом на основе стирола. В полости замкнутой оболочки 6 размещен сплошной сердечник 7 из алюминиевого сплава сферической формы. Во втором варианте по фиг.2 в расширении 10 размещена замкнутая оболочка 6 в форме полого цилиндра. В полости замкнутой оболочки 6 размещен сердечник 7 из алюминиевого сплава в форме диска с закругленными кромками. В третьем варианте по фиг.3 сердечник 7 выполнен полым в виде тонкостенной сферы из стали толщиной 0,16 мм. В четвертом варианте исполнения по фиг.4 сердечник 7 в форме диска с закругленными кромками выполнен составным, состоящим из двух частей, в основную часть которого, выполненного из алюминиевого сплава, со стороны инертного слоя 8 включена круглая пластина из стали толщиной 0,25 мм и диаметром 3 мм. Сеть детонационных каналов 4 и концевые участки 5 выполнены из пластического ВВ на основе тэна. Сечение детонационных каналов 4, размещенных в матрице 3, составляет 1,2×1,0 мм.

Устройство работает следующим образом.

В штатном режиме работы при подрыве источника инициирования 1 детонация в матрице 3 по сети детонационных каналов 4 синхронно распространяется к концевым участкам 5, переходит по ним в отверстия 9 и в каждом расширении 10 по замкнутой оболочке 6 огибает сердечник 7 с кумулятивным схлопыванием в месте примыкания к инертному слою 8. В этом месте, в том числе за счет отражения от сердечника 7, происходит значительное усиление сходящейся детонационной волны, которая формирует в инертном слое 8 ударную волну, достаточную для инициирования детонации в прилегающем основном заряде ВВ 2.

В нештатном режиме работы, когда устройство претерпевает внешнее аварийное воздействие в виде пожара, происходит расплавление ВВ матрицы и другие процессы, способные вызвать его взрыв и передачу детонации концевым участкам 5. Однако при расплавлении ВВ в матрице 3 сердечники 7 смещаются в поле гравитации за счет разности их плотности и плотности расплава ВВ, искажая конфигурацию детонационного тракта замкнутой оболочки 6, что в случае возникновения детонации в ВВ матрицы 3 приводит к ее распространению по концевому участку 5 без штатного схлопывания и без достижения в инертном слое 8 необходимого для инициирования основного заряда ВВ 2 давления. Передачи детонации основному заряду ВВ не происходит.

В другом нештатном режиме работы, например, при попадании опасного осколка в точку на замкнутой оболочке 6, не лежащую на ее оси симметрии, штатного кумулятивного развития детонации, способной инициировать основной заряд ВВ 2 через инертный слой 8, не произойдет.

Таким образом, использование заявленного устройства позволяет повысить взрывобезопасность изделий при аварийных воздействиях, возникающих, например, при перевозках или при складском хранении.

Созданы и расчетным образом проверены виртуальные модели устройства, экспериментально проверена работоспособность макетов устройства.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 197.
20.01.2013
№216.012.1d7e

Устройство для измерения малых перемещений или деформаций объекта

Устройство содержит источник света, состоящую из столбцов и рядов светочувствительных ячеек прямоугольную ПЗС-матрицу, соединенную с регистрирующей аппаратурой, размещенный между ними плоский затвор, частично перекрывающий световой поток от источника света на ПЗС-матрицу. Граница плоского...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473044
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.27bd

Электровоспламенитель

Изобретение относится к конструкциям инициирующих устройств для инициирования горения различных веществ. Электровоспламенитель содержит корпус, в котором расположен изолятор со встроенными в него электровводами. Мостик накаливания соединяет концы электровводов, выступающих над поверхностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475693
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28be

Способ изготовления кварцевых кристаллических элементов z-среза

Использование: область микроэлектроники, способы изготовления кристаллических элементов (КЭ) пьезоэлектрических приборов. Повышение точности формирования объемной микроструктуры и качества поверхности кварцевого элемента является техническим результатом изобретения. Способ изготовления КЭ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475950
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.03.2013
№216.012.2eb8

Датчик резонаторный

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений ускорения и других параметров. Согласно изобретению, датчик резонаторный содержит первый маятник, выполненный в виде чувствительного элемента, соединенного с первым основанием через первые упругие шарниры, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477491
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.301c

Бокс для отбора проб высокотоксичных материалов из герметичной камеры и пробоотборник

Группа изобретений относится к области специальной техники, связанной с обеспечением безопасности при проведении работ по отбору высокотоксичных экологически опасных продуктов из герметичной камеры. Бокс для отбора проб содержит цилиндрический металлический корпус с присоединительным фланцем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477851
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.33f9

Планетарный мотор-редуктор

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, в которых находят применение приводы, конструктивно объединяющие двигатели вращения и редукторы, в частности мотор-редукторы с планетарными зубчатыми передачами. Планетарный мотор-редуктор состоит из двигателя с ротором (1), который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478848
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.340c

Устройство для подачи текучей рабочей среды

Устройство относится к гидротранспорту с использованием давления газа и может быть применено для подачи текучих рабочих сред, в том числе, имеющих высокую вязкость при отрицательной температуре. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками под трубопроводы соответственно рабочего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478867
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3449

Способ определения термомеханических характеристик материалов с памятью формы

Изобретение относится к способам определения термомеханических характеристик материалов с памятью формы, температур фазовых превращений, величины эффекта памяти формы и может быть использовано в различных областях техники. Сущность: образец с подведенной к нему термопарой устанавливают на опоры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478928
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d61

Способ модификации стеклянных микросфер

Изобретение относится к технологии стекла, а именно к способам получения и регулирования диффузионных свойств стеклянных микросфер. Заявляемый способ заключается в изменении диффузионных свойств стеклянных микросфер ионным обменом. Микросферы смешивают с порошкообразным нитратом щелочного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481280
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3e7c

Стенд для испытаний объектов на удар

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний на комплексное воздействие механического удара и различных физических факторов, в частности к стендам для испытаний изделий на воздействие ударных нагрузок. Устройство содержит ствол, навеску пороха, мишень, снаряд...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481563
Дата охранного документа: 10.05.2013
Показаны записи 1-10 из 180.
20.01.2013
№216.012.1d7e

Устройство для измерения малых перемещений или деформаций объекта

Устройство содержит источник света, состоящую из столбцов и рядов светочувствительных ячеек прямоугольную ПЗС-матрицу, соединенную с регистрирующей аппаратурой, размещенный между ними плоский затвор, частично перекрывающий световой поток от источника света на ПЗС-матрицу. Граница плоского...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473044
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.27bd

Электровоспламенитель

Изобретение относится к конструкциям инициирующих устройств для инициирования горения различных веществ. Электровоспламенитель содержит корпус, в котором расположен изолятор со встроенными в него электровводами. Мостик накаливания соединяет концы электровводов, выступающих над поверхностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475693
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28be

Способ изготовления кварцевых кристаллических элементов z-среза

Использование: область микроэлектроники, способы изготовления кристаллических элементов (КЭ) пьезоэлектрических приборов. Повышение точности формирования объемной микроструктуры и качества поверхности кварцевого элемента является техническим результатом изобретения. Способ изготовления КЭ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475950
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.03.2013
№216.012.2eb8

Датчик резонаторный

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений ускорения и других параметров. Согласно изобретению, датчик резонаторный содержит первый маятник, выполненный в виде чувствительного элемента, соединенного с первым основанием через первые упругие шарниры, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477491
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.301c

Бокс для отбора проб высокотоксичных материалов из герметичной камеры и пробоотборник

Группа изобретений относится к области специальной техники, связанной с обеспечением безопасности при проведении работ по отбору высокотоксичных экологически опасных продуктов из герметичной камеры. Бокс для отбора проб содержит цилиндрический металлический корпус с присоединительным фланцем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477851
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.33f9

Планетарный мотор-редуктор

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, в которых находят применение приводы, конструктивно объединяющие двигатели вращения и редукторы, в частности мотор-редукторы с планетарными зубчатыми передачами. Планетарный мотор-редуктор состоит из двигателя с ротором (1), который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478848
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.340c

Устройство для подачи текучей рабочей среды

Устройство относится к гидротранспорту с использованием давления газа и может быть применено для подачи текучих рабочих сред, в том числе, имеющих высокую вязкость при отрицательной температуре. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками под трубопроводы соответственно рабочего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478867
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3449

Способ определения термомеханических характеристик материалов с памятью формы

Изобретение относится к способам определения термомеханических характеристик материалов с памятью формы, температур фазовых превращений, величины эффекта памяти формы и может быть использовано в различных областях техники. Сущность: образец с подведенной к нему термопарой устанавливают на опоры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478928
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d61

Способ модификации стеклянных микросфер

Изобретение относится к технологии стекла, а именно к способам получения и регулирования диффузионных свойств стеклянных микросфер. Заявляемый способ заключается в изменении диффузионных свойств стеклянных микросфер ионным обменом. Микросферы смешивают с порошкообразным нитратом щелочного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481280
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3e7c

Стенд для испытаний объектов на удар

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний на комплексное воздействие механического удара и различных физических факторов, в частности к стендам для испытаний изделий на воздействие ударных нагрузок. Устройство содержит ствол, навеску пороха, мишень, снаряд...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481563
Дата охранного документа: 10.05.2013
+ добавить свой РИД