Результат интеллектуальной деятельности: Детонирующий шнур

Детонирующий шнур относится к области взрывотехники и может быть использован, в устройствах в горнорудной и других областях промышленности.

Детонирующие шнуры (ДШ) получили широкое применение в взрывном деле Они применяются для осуществления одновременного взрыва от нескольких зарядов до нескольких сотен зарядов, а также для бескапсюльного взрывания зарядов.

Детонирующие шнуры имеют многослойную структуру, где сердцевину из взрывчатого вещества (ВВ) окружают одна или несколько оболочек из синтетических, хлопчатобумажных или льняных нитей различного плетения, а внешний защитный слой это, как правило, покрытие из полимера.

Известен «Детонирующий шнур» по АС SU 1616059 от 12.05.1989 С06С5/04 (1995.01), состоящий из ведущих нитей, сердцевины, обмоток и оболочки, при этом, обмотки выполнены из лавсановой пряжи, а оболочка из модифицированного поливинилхлоридного пластиката повышенной эластичности с относительным удлинением 250-460% пластифицированного диоктилсебацинатом, причем толщина оболочки определена соотношением h (0,05 1,0)d, где h толщина оболочки;
d диаметр детонирующего шнура.

При прохождении через обмотки из лавсановой пряжи, которые играют роль своего рода преграды для распространения волны, происходит ослабление детонационной волны (детонационного импульса). Такой детонирующий шнур не может обеспечить должным образом надежную передачу детонации по шнуру.

Известен «Детонирующий шнур» по патенту RU 2421439 от 19.03.2009, дата публикации заявки: 27.09.2010, опубликовано: 20.06.2011, МПК C06C5/04 (2006.01), содержащий полимерную трубку из термоусаживающегося материала и сердцевину из пластифицированного, или из сыпучего взрывчатого вещества, или из взрывчатого вещества в виде шашек, при этом, сердцевина из взрывчатого вещества обернута фторопластовой пленкой.

Обертывание фторопластовой пленкой сердцевины из пластифицированного, или из сыпучего взрывчатого вещества, или из взрывчатого вещества в виде шашек, не позволяет проводить операцию контроля наполнения взрывчатым веществом полуфабриката шнура, Также невозможно проведение операции уплотнения детонирующего шнура, так как этой операции помешает фторопластовая пленка и не исключено повреждение данной пленки в процессе уплотнения.

Наиболее близким техническим решением является детонирующий шнур, где в качестве ведущей нити и нитей оплеток сердцевины из взрывчатого материала используют фибриллированные нити из линейно ориентированного полимера,. по патенту RU 2167844 «Способ изготовления детонирующего шнура» от 01.06.1999, дата публикации заявки: 10.04.2001, опубликовано 27.05.2001, МПК C06C 5/00 (2000.01) C06C 5/04 (2000.01), где наличие вытянутых отверстий в полимере, делает нить как бы поливолокнистой, что обеспечивает гибкость и эластичность. Изготовленный таким способом ДШ выдержал разрывную нагрузку ~ 10 кг.

Поскольку фибриллированная нить представляет собой полоску из полипропилена с набитыми в ней отверстиями, использование в качестве нитей оплеток сердцевины фибриллированных нитей из линейно ориентированного полимера обеспечивает разрывную нагрузку только 10 кг.

Задачей предлагаемого технического решения является создание детонирующего шнура, обладающего высокими эксплуатационными (механическими, взрывчатыми) характеристиками.

Задача решена за счет детонирующего шнура, содержащего сердцевину, оплетку и оболочку, при этом, оплетка выполнена из полиэфирных высокопрочных малоусадочных комплексных нитей с линейной плотностью не ниже 111 текс; количество элементарных нитей в комплексной нити -195- 211 штук; комплексная нить, состоящая из элементарных нитей обладает удельной разрывной нагрузкой не ниже 735 мН/текс; диаметр готового полуфабриката шнура, с сформированной с уплотнением оплеткой полиэфирными нитями, составляет 4.45-4.8 мм.

Выполнение оплетки из полиэфирных нитей с линейной плотностью не ниже 111 текс, позволяет повысить разрывную нагрузку шнура до 100 кг (1000N), в 10 раз больше, чем аналог, что обеспечивает высокие механические свойства детонирующих шнуров. Произведенная оплетка шнура, с использованием полиэфирной малоусадочной нити, позволяет обеспечить усадку готового изделия при повышенных температурах (около 200°С) не более 2-х процентов, что обеспечивает наиболее качественную сборку перфораторов и исключает отказы перфораторов при передачи детонационной волны от секции к секции.

Полиэфирная нить является достаточно технологичной, и минимизирует случаи ее обрыва. В нашем случае полностью отсутствует ведущая нить, что сказывается на экономических показателях и улучшения качества изделия, так как, при обрыве ведущей нити наполнении сердцевины шнура взрывчатым веществом прекращается.

Предлагаемое техническое решение подтверждено чертежом, где сердцевина 1, оплетка 2, оболочка 3, комплексные нити.4, элементарные нити 5 (1,2,3,……N).

Детонирующий щнур выполнен следующим образом.

Детонирующий шнур, содержит сердцевину 1, выполненную из взрывчатого вещества, например, пасты на основе гексогена/октогена, без ведущей нити. В данном техническом решении отсутствуют ведущие нити, для подачи взрывчатого вещества, что повышает качество готового изделия, так как в случае обрыва ведущих нитей возможен пропуск В.В в детонирующем шнуре, что приводит к отказу срабатывания при передаче детонационной волны, и что ухудшает взрывчатые характеристики шнура. Таким образом, отсутствие ведущей нити позволяет повысить качество готового изделия и снизить материальные затраты при изготовлении ДШ.

Оплетка 2 сердевины 1 выполнена из полиэфирных высокопрочных малоусадочных комплексных нитей 4 с линейной плотностью не ниже 111 текс. Каждая комплексная нить 4 содержит 195-211 элементарных нитей 5 (на чертеже обозначены 1,2.3,…..N), и обладает удельной разрывной нагрузкой не ниже 735 мН/текс. Применяемые в оплетке полиэфирные нити используют для изготовления канатов, в связи с чем получаемый шнур может выдерживать самые серьезные нагрузки.

Так разрывная нагрузка шнура составляет 1000 N, что превышает показатели существующих детонирующих шнуров в России в два и более раз.

Использование полиэфирной нити в качестве оплетки для детонирующих шнуров, позволяет применять их в условиях воздействия повышенных температур, давлений и агрессивных сред.

Использование других марок нитей для формирования оплетки таких результатов не показали (разрывная нагрузка ниже и усадка значительно больше 2,0 процентов).

Исследования также показали, что при использовании данной нити разрывная нагрузка детонирующего шнура составила более 101 кгс. Усадка шнура с данной нитью составляет не более 2-х процентов.

Диаметр готового полуфабриката шнура, с сформированной с уплотнением оплеткой полиэфирными нитями, составляет 4.45-4.8 мм.

Оболочка шнура выполнена из полиамидной смолы Zytel LC 7601. Предел текучести данной смолы 48 MПa, номинальное удлинение ее при разрыве 350 %, модуль упругости при растяжении и изгибе 500 MПa. Оболочка на шнур наносится экструзионным методом при температуре 230-255°С, с последующим охлаждением нанесенного покрытия водой и отдувкой влаги с внешней стороны детонирующего шнура.

Технический результат выражен в повышении эксплуатационных характеристик шнура, за счет детонирующего шнура, в котором оплетка сердцевины выполнена из полиэфирных высокопрочных малоусадочных комплексных нитей с линейной плотностью не ниже 111 текс. Каждая комплексная нить содержит 195-211 элементарных нитей и обладает удельной разрывной нагрузкой не ниже 735 мН/текс, что значительно улучшает механические свойства, в частности, увеличивает разрывную нагрузку, при функционировании в условиях воздействия повышенных температур, повышенных давлений и в агрессивных средах, таких как, водостойкости в течении 24 часов на глубине 1,0 метра; эластичности при температуре минус 50°С и плюс 50°С, термостойкости при температуре 190±10°С, термобаростойкости при температуре 150±5°С и давлении 100±5 MПa, стойкости к агрессивным средам при температуре 150±5°С и давлении 100±5 MПa.