Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СБОРКИ ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОРА

Изобретение относится к способам сборки электровзрывных устройств, в частности электродетонаторов.

Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, связана с повышением безопасности сборки при обеспечении требуемых рабочих характеристик электродетонатора.

Из описания к патенту на полезную модель RU 86724 (публикация 10.09.2009) известен способ сборки электровзрывного устройства, в частности электроинициатора, включающий установку в цилиндрический токопроводящий корпус предварительно смонтированного инициатора в виде колодочки с электродами, один из которых центральный, а другой - кольцевой в форме обечайки. Кольцевой электрод монтируют на диэлектрической колодочке, несущей центральный электрод, при этом электроды электрически связаны приваренным к ним мостиком накаливания, на который помещают навеску инициирующего заряда. Центральный электрод выполнен из нержавеющей стали и расклепан посредством глухого осаживания с обоих торцов в сборе с диэлектрической колодочкой, на которую завальцован открытый торец обечайки, ограниченной в продольном перемещении радиальными рифлями в корпусе, объем которого заполнен пиротехническим составом. Смонтированный инициатор устанавливают на дно корпуса так, чтобы кольцевой электрод примыкал к корпусу, а центральный электрод выступал в осевое отверстие дна.

К недостаткам способа сборки относится сложность монтировки колодочки с электродами и сборки ее с корпусом.

Известен способ сборки электровзрывного устройства, в частности электродетонатора (патент US 5495806 «Детонатор, способ сборки детонатора (варианты) и электроинициатор», публикация 05.05.1996 г.). В одном варианте способа осуществляют запрессовку в корпус детонатора основного заряда взрывчатого вещества (ВВ), обеспечивающего переход горения в детонацию, предварительную запрессовку электронного инициатора в порошкообразный воспламенительный заряд давлением менее 5880 фунтов/кв.дюйм (413,42 кгс/см²), при этом соединение воспламенительного заряда с инициатором и закрепление воспламенительного заряда в корпусе с обеспечением передающей сигналы связи с основным зарядом ВВ осуществляют без дополнительного уплотнения воспламенительного заряда.

В другом варианте изменена последовательность операций: осуществляют запрессовку основного заряда ВВ в корпус детонатора, размещают порошкообразный воспламенительный заряд в корпусе с обеспечением передающей сигналы связи с основным зарядом, закрепляют электронный инициатор в корпусе детонатора с обеспечением инициирующей связи с воспламенительным зарядом и осуществляют уплотнение воспламенительного заряда давлением менее 5880 фунтов/кв.дюйм (413,42 кгс/см²).

Недостатком известного способа является то, что указанное давление запрессовки в первом варианте и уплотнения во втором не позволяет обеспечить требуемую плотность запрессовки составов, используемых в конструкции электродетонатора с коаксиальной компоновкой инициатора, которая обеспечивает требуемые инициирующую способность электродетонатора и надежность его работы.

Известен электродетонатор по патенту RU 2150671 (описание опубликовано 10.06.2000) безопасный в силу отсутствия в его составе инициирующего ВВ. Способ его сборки включает предварительную сборку и снаряжение инициатора с последующим размещением в корпусе оболочки с зарядом ВВ и инициатора. Сборка и снаряжение инициатора включает в себя размещение в тонкостенную гильзу около мостика накаливания колпачка, предварительно заполненного частью вторичного ВВ, при этом другую часть вторичного ВВ запрессовывают непосредственно на донышко тонкостенной гильзы, за которым располагают шайбу с центральным отверстием. Усилие запрессовки в оболочку заряда ВВ составляет 0,9 от усилия запрессовки вторичного заряда ВВ в тонкостенную гильзу. Мостик накаливания выполняют в виде по меньшей мере четырех параллельно включенных проволочек.

Недостатком такого способа изготовления является относительная сложность из-за наличия большого количества оболочек в конструкции электродетонатора, к тому же конструкция заряда ВВ не позволяет запрессовать его до максимальной плотности, что снижает инициирующую способность электродетонатора и надежность его работы. Следует также отметить, что размещение части вторичного заряда ВВ, которое примыкает к мостику накаливания, в колпачке может привести к наличию непрореагировавших участков ВВ, приводящих к снижению надежности срабатывания инициатора.

Наиболее близким по количеству сходных признаков и решаемой задаче к заявляемому способу является способ сборки электродетонатора, известный из описания к патенту RU 2343400 «Электродетонатор» (описание опубликовано 10.01.2009), который выбран в качестве ближайшего аналога. Известный способ включает установку в корпус раздельно смонтированных и снаряженных детонирующего узла с зарядом ВВ, в котором происходит преобразование горения в детонацию, и инициатора. Монтаж и снаряжение инициатора, который выполнен коаксиальной компоновкой с центральным и кольцевым электродами, включает опрессовку электроизоляционным материалом центрального и кольцевого электрода, к которым припаивают мостик накаливания и сборку устанавливают в гильзу путем запрессовки кольцевого электрода по прессовой посадке. Далее формируют воспламенительную навеску, в качестве которой используют вторичное ВВ. Сначала на мостик насыпают часть навески, поджимая ее никелевым колпачком, в который предварительно запрессовывают другую часть. Детонирующий узел выполняют в виде резьбовой втулки, снаряженной ВВ, которую вкручивают в корпус, дополнительно подпрессовывая ВВ, размещенное в никелевом колпачке.

Для обеспечения требуемой стойкости к механическим воздействиям и стабилизации времени работы электродетонатора (ЭД) необходимо выполнение дополнительных условий поджатая воспламенительной навески до обеспечения максимальной плотности.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышение стойкости к механическим воздействиям и стабилизации времени работы устройства.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе сборки электродетонатора, включающем установку в корпус отдельно собранных детонирующего узла в виде резьбовой втулки, снаряженной взрывчатым веществом, и инициатора с воспламенительной навеской и коаксиально расположенными электродами, монтаж и снаряжение которого включает опрессовку электроизоляционным материалом электродов, к которым припаивают мостик накаливания, установку сборки в гильзу путем запрессовки внешнего электрода по прессовой посадке, формирование воспламенительной навески, часть которой насыпают на мостик, а часть запрессовывают в колпачок, который затем запрессовывают в гильзу, поджимая часть, насыпанную на мостик, после чего вкручивают в корпус резьбовую втулку, дополнительно поджимая запрессованную в колпачок часть навески, и выполняют снаряжение канала резьбовой втулки, новым является то, что прессование в колпачок части воспламенительной навески осуществляют давлением (1200±25) кгс/см², запрессовку снаряженного колпачка в гильзу осуществляют давлением (2000±200) кгс/см², а поджатие резьбовой втулкой части воспламенительной навески, размещенной в колпачке, осуществляют моментом затяжки (35±5) кгс×см с предварительным нанесением герметизирующего слоя на резьбовую поверхность.

Прессование в колпачок части воспламенительной навески давлением (1200±25) кгс/см², полученным расчетно-экспериментальным путем, позволяет обеспечить необходимую начальную плотность ВВ, исключающую высыпание ВВ из колпачка и обеспечивающую удобство работы, а также выполнение начального условия для дальнейшей допрессовки.

Запрессовку снаряженного колпачка в гильзу осуществляют давлением (2000±200) кгс/см², что обеспечивает подпрессовку части воспламенительной навески, примыкающей к мостику накаливания, и допрессовку ВВ колпачка, формируя единый воспламенительный узел из разноплотного ВВ без воздушного зазора между его разными частями с обеспечением надежного контакта с мостиком накаливания. Кроме того, повышается надежность фиксации колпачка, снаряженного в гильзе.

Поджатие резьбовой втулкой части воспламенительной навески, размещенной в колпачке, осуществляют моментом затяжки (35±5) кгс×см с предварительным нанесением герметизирующего слоя на резьбовую поверхность, что обеспечивает допрессовку части воспламенительной навески, примыкающей к мостику накаливания, и ВВ колпачка до максимальных плотностей. А также позволяет исключить выкручивание втулки из корпуса, постоянно обеспечивая предельное усилие поджатая, и обеспечить выход продуктов горения при прорыве колпачка в канал втулки без их отвода через резьбу.

На чертеже изображен общий вид электродетонатора, изготовленного заявляемым способом, где 1 - корпус, 2 - втулка, 3 - основной заряд ВВ, 4 - дополнительный заряд ВВ, 5 - гильза, 6 - часть воспламенительной навески, расположенная в колпачке, 7 - другая часть воспламенительной навески, 8 - мостик накаливания, 9 - втулка - кольцевой электрод, 10 - центральный электрод.

Электродетонатор, представленный на чертеже, состоит из корпуса 1 (сталь 08Х15Н5Д2ТУ-Ш) в виде стакана, в котором размещен инициатор, включающий гильзу 5 из того же материала, что и корпус. В гильзе размещена колодочка, состоящая из втулки - кольцевого электрода 9 и центрального электрода 10, опрессованных материалом АГ-4. К электродам 9 и 10 припаян мостик накаливания 8 из нихромовой проволоки. Кольцевой электрод 9 электрически соединен с гильзой 5. В гильзе размещена воспламенительная навеска, выполненная из двух частей бризантного ВВ. Первая часть 7 примыкает к мостику накаливания 8, а вторая часть 6 запрессована в никелевый колпачок. Во внутреннюю резьбу корпуса 1 вкручена втулка 2 с разновеликими каналами для размещения основного 3 и дополнительного 4 зарядов бризантного ВВ.

Далее приводим пример конкретной реализации заявляемого способа. Монтируют и снаряжают раздельно детонирующий узел и инициатор. Детонирующий узел выполняют в виде резьбовой втулки 2 с каналами различного сечения. При монтаже и снаряжении инициатора осуществляют следующие операции. В прессформу устанавливают кольцевой 9 и центральный 10 электроды, которые опрессовывают изоляционным материалом. К электродам 9 и 10 припаивают мостик накаливания 8. Кольцевой электрод 9 электрически соединяют с гильзой 5 путем запрессовки по прессовой посадке. На мостик 8 насыпают часть воспламенительной навески 7, поджимая ее колпачком, в который предварительно запрессовывают другую часть навески 6 давлением 1200 кгс/см². Запрессовку снаряженного колпачка в гильзу 5 осуществляют давлением 2000 кгс/см². Последним этапом сборки электродетонатора является вкручивание втулки 2 в корпус электродетонатора 1, которое осуществляют с моментом затяжки 35 кгс×см. Канал втулки снаряжают основным зарядом ВВ 3, который поджимают колпачком с дополнительным зарядом 4. Сборка и снаряжение электродетонатора выполнятся сразу в не разрушаемом корпусе 1, прессование воспламенительной навески 7, насыпаемой на мостик 8, выполняется без прямого воздействия пресс-инструмента.

Работа устройства, представленного на чертеже, заключается в следующем.

При подаче напряжения на электрод 10 и корпусу 1 через мостик 8 протекает ток, под действием которого мостик 8 нагревается и воспламеняет первую часть воспламенительной навески 7, горение от которой передается второй части навески 6, размещенной в колпачке. Продукты горения навесок 6 и 7, за счет обеспечения их максимальной плотности, вызывают быстрый рост давления в объеме инициатора, под действием которого происходит прорыв дна колпачка и продукты горения воспламеняют навеску основного заряда 3, расположенного в канале втулки 2. За счет поджатия резьбовой втулкой части воспламенительной навески, размещенной в колпачке, и предварительного нанесения герметизирующего слоя на резьбовую поверхность исключается отвод продуктов горения через резьбу. В навеске основного заряда создается детонация, которая передается далее дополнительным зарядом 4.

В процессе механических воздействий при движении на траектории, а также при транспортировании за счет последовательного (в три этапа) поджатия до максимальной плотности воспламенительных навесок 6 и 7 исключается отрыв первой части навески 7 от мостика 8, что, в свою очередь, может привести к выходу из строя электродетонатора.

Таким образом, заявляемый способ сборки электродетонатора позволяет повысить безопасность сборки при обеспечении повышенной стойкости к механическим воздействиям и стабилизации времени работы устройства.