RU2198865C2

RU2198865C2 - Detonating cord manufacture method

Info

Publication number: RU2198865C2
Application number: RU2000113748A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Жигарев; М.Б. Генералов; О.И. Окишев; А.В. Иванов; А.А. Каменев; Г.А. Катышев; А.К. Мушкаев; Н.М. Бибнев
Original assignee: ГУП "Муромский приборостроительный завод"
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2003-02-20

Abstract

FIELD: production of cord-type explosion facilities. SUBSTANCE: method involves feeding dosed amount of active substance through tube; extruding cord enclosure by means of forming tool core; providing free tightening of enclosure and simultaneously covering its internal surface with thin layer of active substance; cooling and receiving cord. Active substance is fed into zone adjoining to leading end of free tightening zone, through which cord plastic enclosure is extruded. Concentric gap is formed between forming tool core and tube for sucking air from atmosphere into enclosure channel by vacuum created in enclosure channel during continuous extrusion thereof to provide for removal of suspended particles of active substance from said gap. Method allows detonating cord with increased adhesion of particles of active substance to material of internal surface of cord enclosure to be produced. EFFECT: increased efficiency and provision for safe method. 7 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к способам изготовления шнуровых средств взрывания (ШСВ), конкретно к способу производства маломощных детонирующих шнуров (МДШ) с каналом - шнуров-волноводов, что способствовало бы успешному внедрению новых эффективных систем инициирования при проведении взрывных работ в горнорудной промышленности и строительстве. The invention relates to methods for manufacturing cord blasting devices (SHS), and specifically to a method for producing low-power detonating cords (MDS) with a channel — waveguide cords, which would facilitate the successful implementation of new effective initiation systems during blasting in the mining industry and construction.

Известны способы производства МДШ с каналом при навеске активного состава 1-100 мг на метр длины изделия, содержащего многослойную полимерную трубку-оболочку, ориентируемую в процессе изготовления растяжением [1]. Реализованные в патенте [1] мероприятия предназначены для усиления защитных свойств оболочки МДШ в процессе его изготовления за счет более рационального использования прочностных свойств полимерных материалов оболочки. Согласно изобретению по патенту [1], для увеличения прочности сцепления частиц активного состава со стенкой канала шнура внутренний слой оболочки изготавливают из группы полимеров, содержащих полярные функциональные группы, таких как "Сурлин" и "Примакор" (зарегистрированные торговые марки), не выпускаемые отечественной промышленностью. Known methods for the production of MDS with a channel with a sample of the active composition 1-100 mg per meter of length of the product containing a multilayer polymer tube-shell, oriented in the manufacturing process by tension [1]. The measures implemented in the patent [1] are intended to enhance the protective properties of the MDS shell during its manufacture due to a more rational use of the strength properties of polymeric shell materials. According to the invention according to the patent [1], to increase the adhesion strength of the particles of the active composition with the wall of the cord channel, the inner layer of the shell is made from a group of polymers containing polar functional groups, such as Surlin and Primacor (registered trademarks), not produced by domestic industry.

Известен также способ изготовления МДШ, согласно которому с целью обеспечения повышенной прочности сцепления частиц активного состава со стенкой канала оболочки шнура в процессе нанесения состава осуществляют дополнительное силовое воздействие на частицы состава для принудительного их внедрения в стенку оболочки, находящейся в расплавленном состоянии [2]. Опыт снаряжения подобных изделий показывает, что силовое воздействие на частицы активного состава в зоне вытягивания приводит к нестабильности осуществления операции вытягивания оболочки шнура, что вызывает нестабильность навески состава по длине изделия. Следует также отметить, что чрезмерное сцепление частиц состава с материалом оболочки может затруднить процесс поддержания ударно-волнового процесса, протекающего в канале шнура при срабатывании изделия, что связано с трудностями создания гетерогенной фазы при прохождении ударной волны в канале. Другой недостаток - непрерывное налипание активного состава на внутренние элементы формующего инструмента экструзионной головки. There is also a known method of manufacturing MDS, according to which, in order to provide increased adhesion strength of the particles of the active composition to the channel wall of the cord sheath during the application of the composition, additional force is applied to the particles of the composition to force their introduction into the wall of the shell in the molten state [2]. The experience with the equipment of such products shows that the force action on the particles of the active composition in the drawing zone leads to instability of the operation of pulling the sheath of the cord, which causes instability of the weight of the composition along the length of the product. It should also be noted that excessive cohesion of the particles of the composition with the sheath material can complicate the process of maintaining the shock wave process that occurs in the channel of the cord when the product is triggered, which is associated with the difficulties in creating a heterogeneous phase during the passage of the shock wave in the channel. Another disadvantage is the continuous sticking of the active composition to the internal elements of the extrusion die forming tool.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является способ изготовления МДШ [3], согласно которому подачу активного состава на внутреннюю поверхность полимерной оболочки шнура осуществляют посредством транспортирующего шнека, установленного внутри неподвижной питающей трубы, расположенной в формующем инструменте, при этом шнек в нижней части снабжен распределительной шайбой для разбрасывания активного состава на внутреннюю поверхность оболочки шнура. К недостаткам предложенного способа на наш взгляд следует отнести следующие:
1) наличие подвижных частей (вращающегося шнека и неподвижной питающей трубки) в устройстве подачи активного состава, что достаточно опасно;
2) вращающийся шнек своей винтовой поверхностью (наряду с распределительной шайбой) также способствует интенсивному разбрасыванию и налипанию активного состава на стенки подающей трубки, которая в рабочем режиме разогрета.Closest to the proposed invention, the technical solution is a method of manufacturing MDS [3], according to which the supply of the active composition to the inner surface of the polymer shell of the cord is carried out by means of a conveyor screw installed inside a stationary feed pipe located in the forming tool, while the screw in the lower part is equipped with a distribution a washer for scattering the active composition on the inner surface of the cord sheath. The disadvantages of the proposed method in our opinion include the following:
1) the presence of moving parts (a rotating screw and a stationary feed tube) in the feed device of the active composition, which is quite dangerous;
2) the rotating screw with its screw surface (along with the distribution washer) also contributes to the intensive spreading and adhesion of the active composition to the walls of the feed tube, which is heated in the operating mode.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание безопасного способа изготовления детонирующего шнура (ДШ) с повышенной адгезией частиц активного слоя к материалу внутреннего слоя оболочки шнура. The technical task of the invention is the creation of a safe method of manufacturing a detonating cord (LH) with increased adhesion of the particles of the active layer to the material of the inner layer of the sheath of the cord.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления ДШ, заключающемся в дозированной подаче активного состава через трубку в экструдируемую с использованием дорна оболочку шнура, ее свободном вытягивании с одновременным покрыванием по внутренней поверхности тонким слоем активного состава, охлаждении и приеме шнура, подачу активного состава через трубку подачи активного состава осуществляют в зону, соответствующую началу зоны "свободного" вытягивания (на воздухе) экструдируемой пластиковой оболочки шнура в виде расплава, при этом для обеспечения отсутствия взвешенных частиц активного состава между дорном формующего инструмента и трубкой образуют концентрический зазор для подсасывания воздуха из атмосферы в канал оболочки за счет возникновения разрежения в канале оболочки при ее непрерывном экструдировании. Таким образом обеспечивается отсутствие взвешенных частиц активного состава в зоне повышенного нагрева элементов формующего инструмента экструдера и их неосаждение в этой зоне. Одновременно достигается непрерывное охлаждение трубки подачи активного состава конвективным потоком подсасываемого из атмосферы воздуха. The problem is achieved in that in the proposed method for the manufacture of LH, which consists in the dosed supply of the active composition through the tube into the cord sheath extruded using a mandrel, its free drawing with simultaneous coating on the inner surface with a thin layer of the active composition, cooling and reception of the cord, feeding the active composition through the feed pipe of the active composition is carried out in the zone corresponding to the beginning of the zone of "free" stretching (in air) of the extrudable plastic sheath of the cord in de melt, thus to ensure the absence of suspended particles of the active composition between the forming tool and mandrel tube form concentric gap for air suction from the atmosphere into the shell channel due to the appearance vacuum channel in the shell at its continuous extrusion. This ensures the absence of suspended particles of the active composition in the zone of increased heating of the elements of the extruder forming tool and their non-deposition in this zone. At the same time, continuous cooling of the feed tube of the active composition by convective flow of air drawn in from the atmosphere is achieved.

Оболочку шнура дополнительно подвергают гармоническому возмущающему воздействию в плоскости ее поперечного сечения по всей длине зоны вытягивания, что способствует внедрению частиц активного состава в расплавленную вытягиваемую оболочку шнура. Очевидно наилучшего результата можно достичь, если возмущающее воздействие на оболочку производить в виде круговых колебаний с амплитудой, равной или превышающей диаметр канала, сформированной вытягиванием оболочки, чем достигается отсутствие просыпания частиц активного состава в зону охлаждения оболочки шнура без контакта с расплавленной стенкой канала. The sheath of the cord is additionally subjected to harmonic perturbation in the plane of its cross section along the entire length of the stretch zone, which contributes to the introduction of particles of the active composition into the molten stretch sheath of the cord. Obviously, the best result can be achieved if the disturbing effect on the shell is made in the form of circular vibrations with an amplitude equal to or greater than the diameter of the channel formed by stretching the shell, which ensures that no particles of the active composition spill into the cooling zone of the cord shell without contact with the molten channel wall.

Надежное скрепление частиц активного состава со стенкой канала оболочки может быть обеспечено при амплитуде круговых колебаний, составляющей 1,5-3 диаметра канала "свободно" вытянутой полимерной оболочки. Верхний предел амплитуды колебаний предпочтителен при незначительной кратности вытягивания оболочки (φ=2-3). Под кратностью вытягивания φ обычно понимают соотношение:

, где V_O, V_L - линейная скорость оболочки шнура в начале и конце зоны вытягивания, S_O, S_L - площадь поперечного сечения оболочки шнура в начале и конце зоны вытягивания. В зависимости от скорости приема готового шнура (линейной скорости оболочки в конце зоны "свободного вытягивания) колебания осуществляют при круговой частоте в диапазоне 10-100 Гц, предпочтительно 20-50 Гц. Очевидно, что реологические свойства вытягиваемого полимера (прядимость и температура полимера), кратность его вытягивания, амплитуда круговых колебаний, а также скорость приема вытянутого шнура определяют в совокупности оптимальную частоту колебаний, которая может быть уточнена в каждом конкретном случае, при этом следует учитывать, что для получения качественного покрытия канала слоем частиц активного состава увеличение скорости приема шнура требует увеличения частоты круговых колебаний, однако если оболочка шнура выполнена из полимера, не предрасположенного к значительным кратностям вытягивания, скорость приема следует ограничить. Приведенные рабочие диапазоны изменения частоты колебаний были установлены при вытягивании полимерных трубок с внутренним диаметром готового шнура порядка 1,0-3 мм при скорости вытягивания 20-100 м/мин и кратностях вытягивания от 2 до 6.Reliable bonding of particles of the active composition to the wall of the shell channel can be achieved with an amplitude of circular vibrations of 1.5-3 times the diameter of the channel of the "freely" stretched polymer shell. The upper limit of the amplitude of the oscillations is preferable with an insignificant multiplicity of elongation of the shell (φ = 2-3). The ratio of stretching φ is usually understood as the ratio:

where V _O , V _L is the linear velocity of the sheath of the cord at the beginning and end of the stretch zone, S _O , S _L is the cross-sectional area of the sheath of the cord at the beginning and end of the stretch zone. Depending on the speed of reception of the finished cord (linear velocity of the sheath at the end of the “free stretch” zone), the oscillations are carried out at a circular frequency in the range of 10-100 Hz, preferably 20-50 Hz. It is obvious that the rheological properties of the polymer being drawn (polymer directness and temperature), the frequency of its extension, the amplitude of the circular oscillations, as well as the reception speed of the elongated cord together determine the optimal oscillation frequency, which can be specified in each case, it should be borne in mind that in order to obtain a high-quality coating of the channel with a layer of particles of the active composition, an increase in the reception speed of the cord requires an increase in the frequency of circular vibrations, however, if the shell of the cord is made of a polymer that is not predisposed to significant stretching factors, the reception speed should be limited. tubes with an inner diameter of the finished cord of the order of 1.0-3 mm with a drawing speed of 20-100 m / min and pulling ratios from 2 to 6.

Оболочка шнура может быть выполнена многослойной, а вытягивание оболочки осуществлено в два этапа: первичное - в режиме "свободной" вытяжки, окончательное - в режиме "холодного" вытягивания при температуре оболочки шнура ниже температуры плавления материала оболочки (материалов многослойной оболочки). The cord shell can be multilayer, and the shell is pulled in two stages: the primary shell is in the “free” hood mode, and the final shell is cold drawn when the cord shell temperature is lower than the melting temperature of the shell material (multilayer shell materials).

После выполнения операции вытягивания (или нескольких операций вытягивания) для повышения продольной прочности шнура на разрыв может быть осуществлена операция нанесения упрочняющих элементов, например в виде продольно упрочняющих нитей сплошным (или не сплошным, а в виде отдельных нитей) слоем или чулочной оплетки, и/или операция нанесения внешней защитной полимерной оболочки, предохраняющей сердцевину от внешних силовых воздействий и взаимодействия с агрессивными средами. Для повышения прочности сцепления полимерных оболочек формующий инструмент при нанесении наружного слоя вакуумируют. After performing the drawing operation (or several drawing operations) to increase the longitudinal tensile strength of the cord, the operation of applying reinforcing elements can be carried out, for example in the form of longitudinally strengthening threads with a continuous (or not continuous, but in the form of separate threads) layer or hosiery braid, and / or the operation of applying an external protective polymer shell that protects the core from external forces and interactions with aggressive environments. To increase the adhesion strength of the polymer shells, the forming tool is vacuumized when the outer layer is applied.

Сущность изобретения поясняется и подтверждается примерами конкретной реализации способа снаряжения шнура. The invention is illustrated and confirmed by examples of specific implementations of the cord equipment method.

Пример 1. Производилось нанесение состава на внутреннюю стенку вытягиваемой расплавленной трубчатой оболочки, выполненной из полиэтилена низкой плотности марки 158-03-020, при температуре полимера порядка 185^oС посредством подающей трубки, расположенной концентрично с зазором в дорне инструмента, с последующим охлаждением, и приемом шнура. Оболочка шнура подвергалась круговым колебаниям с частотой колебаний f=50 Гц и амплитудой А=2 мм. Полученное изделие имело диаметр канала 1,5 мм. При скорости приема 30 м/мин.Example 1. The composition was applied to the inner wall of an extruded molten tubular shell made of low density polyethylene grade 158-03-020, at a polymer temperature of about 185 ^{° C.} by means of a feed tube located concentrically with a gap in the tool mandrel, followed by cooling, and the reception of the cord. The sheath of the cord was subjected to circular vibrations with an oscillation frequency f = 50 Hz and an amplitude of A = 2 mm. The resulting product had a channel diameter of 1.5 mm. At a reception speed of 30 m / min.

Пример 2. Методом экструзии через формующий инструмент из расплава полимера (сополимер этилена с винилацетатом марки 115) при температуре 140^oС аналогично формировалась оболочка шнура, в которую через подающую трубку, расположенную концентрично с зазором в дорне инструмента, подавался активный состав. Посредством приемно-вытяжного устройства расплавленная оболочка шнура совместно с сердцевиной "свободно" вытягивалась в воздухе на участке от выхода оболочки из инструмента до начала интенсивного охлаждения в охлаждающем устройстве при скорости приема 20 м/мин. Параметры вибрации: f=20 Гц, А=3 мм. После охлаждения и высушивания оболочки шнура поверх нее по кабельной технологии экструдированием дополнительно наносилась защитная оболочка из полиэтилена марки 158-03-020.Example 2. By extrusion through a forming tool from a polymer melt (a copolymer of ethylene with vinyl acetate grade 115) at a temperature of 140 ^{° C.} , a cord sheath was similarly formed into which an active composition was fed through a feed tube located concentrically with a gap in the mandrel of the tool. By means of a receiving and exhausting device, the molten shell of the cord together with the core is “freely” stretched in the air in the area from the shell exit from the tool to the beginning of intensive cooling in the cooling device at a receiving speed of 20 m / min. Vibration parameters: f = 20 Hz, A = 3 mm. After cooling and drying the sheath of the cord over it by cable technology by extrusion, a protective sheath made of 158-03-020 polyethylene was additionally applied.

Пример 3. Полимерная оболочка из сэвилена марки 115 формировалась при температуре 140^oС, в оболочку при ее "свободном" вытягивании до кратности, равной 8, подавался активный состав. Полученная заготовка охлаждалась до 40^oС, затем высушивалась. Далее в процессе нанесения внешней защитной полимерной оболочки методом экструзии, с целью увеличения продольной прочности шнура, он снабжался упрочняющими элементами в виде сплошного слоя продольных нитей.Example 3. A polymer shell of 115 grade sevilen was formed at a temperature of 140 ^o C, the active composition was fed into the shell with its "free" stretching to a ratio of 8. The resulting preform was cooled to 40 ^o With, then dried. Further, in the process of applying an external protective polymer shell by extrusion, in order to increase the longitudinal strength of the cord, it was supplied with reinforcing elements in the form of a continuous layer of longitudinal threads.

Согласно формуле изобретения на практике возможны и иные сочетания полезных признаков предлагаемого способа. According to the claims, in practice, other combinations of useful features of the proposed method are possible.

Как явствует из описания, использование в различных сочетаниях описанных выше предложений по способу снаряжения детонирующих шнуров позволит формировать по одному и же принципу на быстро перенастраиваемом, в случае необходимости, оборудовании широкий спектр номенклатуры изделий различного назначения. As appears from the description, the use in various combinations of the proposals described above on the method of equipping detonating cords will allow forming, according to the same principle, on a quickly reconfigurable, if necessary, equipment a wide range of product ranges for various purposes.

Источники информации
1. Патент РФ 2124492. Запал малой мощности и способ его изготовления. Опубликовано в 1999 г.Sources of information
1. RF patent 2124492. Low-power fuse and method of its manufacture. Published in 1999

2. Патент РФ 2089530. Способ изготовления ударно-волновой трубки и устройство для его осуществления. Опубликовано в 1997 г. 2. RF patent 2089530. A method of manufacturing a shock wave tube and device for its implementation. Published in 1997

3. Патент ФРГ 19546823. МПК С 06 С 5/00. Опубликовано 19.06.1997 г. 3. The patent of Germany 19546823. IPC C 06 C 5/00. Published on June 19, 1997.

Claims

1. A method of manufacturing a detonating cord, comprising a dosed supply of the active compound through the tube, extruding the cord sheath using a mandrel of the forming tool, drawing it freely while simultaneously coating the inner surface with a thin layer of the active compound, cooling and receiving the cord, characterized in that the active compound is fed carried out in the area corresponding to the beginning of the free extrusion zone of the extrudable plastic sheath of the cord, while ensuring the absence of suspended parts n active composition between the forming tool and mandrel tube form concentric gap for air suction from the atmosphere into the shell channel by the generated underpressure in the channel the shell at its continuous extrusion.

2. The method according to p. 1, characterized in that the shell is subjected to harmonic perturbation in the plane of its cross section along the entire length of the zone of elongation of the shell.

3. The method according to claim 2, characterized in that the perturbing effect on the shell is produced in the form of circular vibrations.

4. The method according to claim 3, characterized in that the circular oscillations are carried out with an amplitude equal to or greater than the diameter of the shell channel after free stretching of the shell.

5. The method according to claim 3, characterized in that the circular vibrations are carried out with an amplitude of 1.5-3 times the diameter of the shell channel after free stretching of the shell.

6. The method according to claim 3, characterized in that the circular oscillations are carried out with a circular frequency in the range of 10-100 Hz.

7. The method according to claim 3, characterized in that the circular oscillations are carried out with a circular frequency in the range of 20-50 Hz.