RU2601845C2 - Device for initiation of explosive charges - Google Patents
Device for initiation of explosive charges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601845C2 RU2601845C2 RU2015112908/02A RU2015112908A RU2601845C2 RU 2601845 C2 RU2601845 C2 RU 2601845C2 RU 2015112908/02 A RU2015112908/02 A RU 2015112908/02A RU 2015112908 A RU2015112908 A RU 2015112908A RU 2601845 C2 RU2601845 C2 RU 2601845C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- initiation
- light source
- light
- laser diode
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/10—Initiators therefor
- F42B3/113—Initiators therefor activated by optical means, e.g. laser, flashlight
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
- F42C13/02—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by intensity of light or similar radiation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в различных отраслях промышленности, применяющих ВВ.The invention relates to devices for detonating industrial explosives (BB) and can be used in various industries using explosives.
Известно устройство для инициирования зарядов ВВ, включающее высоковольтную подрывную установку, электрокабель, электродетонатор. (Фриндляндер Л.Я. Справочник по прострелочно-взрывной аппаратуре. - М.: Недра, 1983, с. 57-59).A device for initiating explosive charges, including a high-voltage subversive installation, electric cable, electric detonator. (Frindlyander L.Ya. Handbook on perforated explosive equipment. - M.: Nedra, 1983, p. 57-59).
Основным недостатком данного устройства является возможность несанкционированного взрыва, приводящего к несчастным случаям и авариям, вследствие воздействия какого-либо высокочастотного сигнала, статического электричества и токов наводки. Для повышения уровня электрозащищенности используют электростатическую защиту, а также величины безопасного тока. Однако электростатическая защита эффективна лишь в определенных пределах, а увеличение безопасного тока ограничено возможностями источников питания и возрастанием величины тока возбуждения реакции.The main disadvantage of this device is the possibility of an unauthorized explosion, leading to accidents and accidents due to the influence of any high-frequency signal, static electricity and pick-up currents. To increase the level of electrical protection, electrostatic protection is used, as well as the values of safe current. However, electrostatic protection is effective only within certain limits, and the increase in safe current is limited by the capabilities of power supplies and the increase in the magnitude of the reaction excitation current.
Другими недостатками указанного устройства, приводящими к удорожанию стоимости проведения работ, являются:Other disadvantages of this device, leading to an increase in the cost of the work, are:
- необходимость содержания большого количества контрольно-измерительной аппаратуры и обслуживающего персонала, следящего за ее состоянием;- the need to maintain a large number of instrumentation and maintenance personnel, monitoring its condition;
- монтаж в специальной одежде, не дающей искрений, т.е. разрядов статического электричества;- installation in special clothing that does not give sparks, i.e. discharges of static electricity;
- измерение сопротивления или проверку токопроводимости электровзрывной цепи выполняют с безопасного расстояния и после удаления людей в безопасное место;- the measurement of resistance or the conductivity of the electric explosion circuit is carried out from a safe distance and after removing people to a safe place;
- монтаж взрывной цепи ведут в такой последовательности, чтобы электровзрывная цепь была постоянно замкнута. При монтаже взрывной цепи специальные зажимы должны создавать надежный контакт между проводниками, предохранять от искрений при прохождении тока в цепи и изолировать взрывную цепь от блуждающих токов;- the installation of the explosive circuit is carried out in such a sequence that the electric explosion circuit is constantly closed. When mounting the explosive circuit, special clamps must create reliable contact between the conductors, protect against sparks during the passage of current in the circuit and isolate the explosive circuit from stray currents;
- невозможность ведения работ при повышенных ионизации воздуха и влажности (вблизи линии электропередач);- the inability to conduct work with increased ionization of air and humidity (near the power line);
- в случае подрыва в глубоких скважинах воздействие взрыва приводит к повреждению кабеля, его обрыву, а несанкционированное срабатывание - к потере скважины или ее продолжительному ремонту;- in case of blasting in deep wells, the effect of the explosion leads to damage to the cable, its breakage, and unauthorized operation leads to loss of the well or its lengthy repair;
- опускание аппаратов на большую глубину приводит к значительному трению спускаемых аппаратов о стенки обсадной колонны и в случае применения бескорпусных перфораторов приводит к повреждению, обрыву или сходу детонирующего шнура (ДШ) с седловин зарядов, что приводит к отказу или неполному срабатыванию.- lowering the devices to a greater depth leads to significant friction of the descent devices on the casing wall and, in the case of open-hole perforators, leads to damage, breakage, or the detonating cord (LH) from the saddles of charges, which leads to failure or incomplete operation.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство инициирования зарядов, включающее взрыватель с воспламеняющим элементом в виде источника света, который непосредственно контактирует с инициируемым взрывчатым веществом. В качестве источника света используют светодиод, работающий в импульсном режиме, а в качестве инициируемого ВВ применяют светочувствительное ВВ, которое непосредственно наносят на светоизлучающую площадку светодиода (описано в патенте RU 2202097 «СПОСОБ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ», MПК7 F42B 3/113, опубл. 10.04.2003). Данное устройство выбрано в качестве прототипа.Closest to the claimed device is a device for initiating charges, comprising a fuse with a flammable element in the form of a light source that directly contacts the initiated explosive. An LED operating in a pulsed mode is used as a light source, and a photosensitive explosive is used as an initiating explosive, which is directly applied to the light-emitting area of the LED (described in patent RU 2202097 “METHOD OF CHARGE INITIATION”, MPK7 F42B 3/113, publ. 10.04. 2003). This device is selected as a prototype.
В 2012 году были проведены исследования данного устройства инициирования. В качестве светочувствительного ВВ, наносимого на поверхность светодиодов, применялся состав ВС-2 (автор состава Илюшин М.А. (Санкт-Петербург)).In 2012, studies were conducted on this initiation device. As a photosensitive explosive applied to the surface of the LEDs, the composition VS-2 (author of the composition Ilyushin MA (St. Petersburg)) was used.
В результате проведенных исследований были сделаны следующие выводы:As a result of the studies, the following conclusions were made:
1. Вещество ВС-2, нанесенное по вышеприведенному патенту RU №2202097 на излучающий кристалл светодиода СДК-К624-2-60, возбуждается не от светового, а от теплового импульса при температуре разогрева 150°C и времени разогрева 1 мин. Медленный разогрев не приводит к инициированию вещества (возникновению детонации). При медленном разогреве свыше 120°C вещество постепенно теряет свои детонационные свойства вплоть до полного выхода из строя.1. The substance BC-2, deposited according to the above patent RU No. 2202097 on the emitting crystal of the SDK-K624-2-60 LED, is excited not from the light, but from a heat pulse at a heating temperature of 150 ° C and a heating time of 1 min. Slow heating does not lead to the initiation of a substance (the occurrence of detonation). When slowly heated above 120 ° C, the substance gradually loses its detonation properties until it completely fails.
2. Инициирование вещества ВС-2 с помощью светодиода как в непрерывном, так и в импульсном режимах происходит посредством теплового, а не светового воздействия. При токах выше Imax=100…140 мА излучаемая мощность начинает падать, а количество выделяемого тепла - увеличиваться. Этот процесс можно объяснить саморазогревом кристалла светодиода, при котором вероятность излучательной рекомбинации электрона и дырки снижается. Увеличение тока выше значения Imax приводит к необратимой деградации кристалла, а при токах 700…750 мА происходит выход светодиода из строя. В момент, когда прямой ток через светодиод достигает значений 350…450 мА, температура кристалла в среднем составляет 140…160°C, а излучаемая мощность («световая») не превышает 10% от максимального значения. Таким образом, заявленные цели и прежде всего повышение безопасности, авторами патента, выбранного за прототип, не достигаются. Вместо светодиода они могли бы применить любой другой более эффективный металлический нагреватель. Время инициирования более 1 с говорит о тепловом механизме инициирования вместо ударно-волнового при безопасном коротком световом инициировании (поглощение в «горячих точках» с генерацией критических ударных волн).2. Initiation of the BC-2 substance by means of an LED in both continuous and pulsed modes occurs through thermal rather than light exposure. At currents above I max = 100 ... 140 mA, the radiated power begins to fall, and the amount of heat generated increases. This process can be explained by the self-heating of the LED crystal, in which the probability of radiative recombination of an electron and a hole decreases. An increase in current above the value of I max leads to irreversible degradation of the crystal, and at currents of 700 ... 750 mA the LED fails. At the moment when the direct current through the LED reaches 350 ... 450 mA, the average crystal temperature is 140 ... 160 ° C, and the radiated power ("light") does not exceed 10% of the maximum value. Thus, the stated goals and, above all, improving security, the authors of the patent selected for the prototype are not achieved. Instead of an LED, they could use any other more efficient metal heater. An initiation time of more than 1 s indicates a thermal initiation mechanism instead of a shock wave with a safe short light initiation (absorption in “hot spots” with the generation of critical shock waves).
Задачей изобретения является разработка простого устройства для светового инициирования зарядов ВВ.The objective of the invention is to develop a simple device for the light initiation of explosive charges.
Технический результат при использовании заявляемого устройства заключается в осуществлении светового инициирования зарядов ВВ, снижении затрат при проведении взрывных работ, уменьшении времени инициирования и повышении безопасности.The technical result when using the inventive device is to carry out the light initiation of explosive charges, reduce costs during blasting, reduce the initiation time and increase safety.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве для инициирования зарядов взрывчатых веществ, содержащем инициируемое светочувствительное ВВ, источник света, цепь питания источника света, в отличие от прототипа светочувствительное ВВ соединено с источником света оптическим жгутом, а в качестве источника света использован лазерный диод, подключенный к источнику питания через управляемый электронный ключ со стабилизацией тока.The technical result is achieved by the fact that in the inventive device for initiating explosive charges containing an initiated photosensitive explosive, a light source, a light source power supply circuit, in contrast to the prototype, a photosensitive explosive is connected to a light source by an optical bundle, and a laser diode is used as a light source, connected to a power source through a controlled electronic key with current stabilization.
Использование всей совокупности признаков позволяет обеспечить действительно световое инициирование зарядов ВВ.Using the entire set of features allows you to provide really light initiation of explosive charges.
Лазерный диод сохраняется после инициирования, т.е. является многоразовым, это снижает затраты на проведение взрывных работ, уменьшает время инициирования, повышает безопасность проводимых работ.The laser diode is maintained after initiation, i.e. is reusable, it reduces the cost of blasting, reduces the initiation time, increases the safety of the work.
Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором изображен пример выполнения заявляемого устройства, в котором: 1 - генератор импульсов, 2 - резистор, 3 - управляемый электронный ключ, 4 - импульсный источник питания, 5 - аккумуляторная батарея, 6 - лазерный диод, 7 - оптический жгут, 8 - инициируемое светочувствительное ВВ.The inventive device is illustrated in the drawing, which shows an example of the inventive device, in which: 1 - a pulse generator, 2 - a resistor, 3 - a controlled electronic switch, 4 - a switching power supply, 5 - a rechargeable battery, 6 - a laser diode, 7 - optical tourniquet, 8 - initiated photosensitive explosive.
Устройство для инициирования зарядов взрывчатых веществ содержит инициируемое светочувствительное ВВ 8, соединенное оптическим жгутом 7 с источником света 6.A device for initiating explosive charges contains an initiated photosensitive explosive 8 connected by an
В качестве источника света 6 использован лазерный диод (в данном примере выполнения диод ТО-56 с длиной волны излучения 445 нм (синий свет) и выходной мощностью излучения 1 Вт с коллиматором фирмы Aixiz), подключенный к источнику питания (импульсный источник 4 питания и аккумуляторная батарея 5) через управляемый электронный ключ 3 со стабилизацией тока, что исключает падение уровня излучения при значительных длительностях свечения. В качестве электронного ключа 3 со стабилизацией тока был применен мощный полевой транзистор с индуцированным каналом типа IRT4905.As a light source 6, a laser diode was used (in this example, a TO-56 diode with a radiation wavelength of 445 nm (blue light) and an output power of 1 W with an Aixiz collimator) connected to a power source (switching
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.
На лазерный диод 6 подают инициирующий электрический импульс тока, световое излучение от него на инициируемое светочувствительное ВВ 8 передают через оптический жгут 7.An initiating electric current pulse is supplied to the laser diode 6, light radiation from it is transmitted to the initiated
Управление электронным ключом 3 возможно от любого генератора 1 импульсов в режиме активного выходного сопротивления, например генератора АКИП-3402. Регулируемая длительность импульсов АКИП-3402 - в пределах единиц - сотен миллисекунд. Длительность импульса генератора 1 изменяли в пределах от 3 мс до 3 с.The electronic key 3 can be controlled from any
Измерения времени запаздывания включения источника 4 импульсного питания лазерного диода 6 показали, что при вышеуказанных параметрах время запаздывания источника 4 составляет 2,5 мс, время выхода на полную мощность излучения - 7,3 мс. Таким образом, суммарное время выхода лазерного диода 6 на рабочий режим составляет не более 10 мс.Measurements of the delay time for switching on the
Для проверки возможного возбуждения детонации во вторичном ВВ с помощью светочувствительного состава ВС-2, инициируемого лазерным диодом 6, проводились опыты, в которых имело место надежное инициирование, что подтверждалось оптико-электронной регистрацией, снижены затраты при проведении взрывных работ, уменьшено время инициирования и повышена безопасность работ.To verify the possible detonation excitation in the secondary explosive with the help of the BC-2 photosensitive composition initiated by the laser diode 6, experiments were carried out in which reliable initiation took place, which was confirmed by optoelectronic registration, the cost of blasting was reduced, the initiation time was reduced, and the time was increased work safety.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015112908/02A RU2601845C2 (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Device for initiation of explosive charges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015112908/02A RU2601845C2 (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Device for initiation of explosive charges |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015112908A RU2015112908A (en) | 2016-10-27 |
| RU2601845C2 true RU2601845C2 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57216119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015112908/02A RU2601845C2 (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Device for initiation of explosive charges |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2601845C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722635C1 (en) * | 2019-09-03 | 2020-06-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of obtaining pressure pulse on surface of large-size test object (embodiments) and device for implementation thereof (embodiments) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6539868B1 (en) * | 1999-07-06 | 2003-04-01 | Institut Franco-Allemand De Recherches De Saint-Louis | Optical igniter with graded index glass rod |
| RU2202097C2 (en) * | 2001-06-13 | 2003-04-10 | Бокшанский Василий Болеславович | Procedure of charge initiation |
| RU68792U1 (en) * | 2007-06-26 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы" | SEMICONDUCTOR LASER AND ITS CONTROL UNIT FOR PULSE RADIATION OF A LASER DIODE |
-
2015
- 2015-04-08 RU RU2015112908/02A patent/RU2601845C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6539868B1 (en) * | 1999-07-06 | 2003-04-01 | Institut Franco-Allemand De Recherches De Saint-Louis | Optical igniter with graded index glass rod |
| RU2202097C2 (en) * | 2001-06-13 | 2003-04-10 | Бокшанский Василий Болеславович | Procedure of charge initiation |
| RU68792U1 (en) * | 2007-06-26 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы" | SEMICONDUCTOR LASER AND ITS CONTROL UNIT FOR PULSE RADIATION OF A LASER DIODE |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИЛЮШИН М.А. и др. Светочувствительные энергонасыщенные металлокомплексы и их лазерное инициирование, Известия СПб ГТИ (ТУ), N9(35), 2010, с.44-49. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722635C1 (en) * | 2019-09-03 | 2020-06-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of obtaining pressure pulse on surface of large-size test object (embodiments) and device for implementation thereof (embodiments) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015112908A (en) | 2016-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2457510C2 (en) | Seismic blasting system | |
| RU2389971C1 (en) | Electric detonator | |
| CA2798112C (en) | Method of blasting | |
| AU2011249881A1 (en) | Method of blasting | |
| CO6771444A2 (en) | Detonation of explosives | |
| RU2601845C2 (en) | Device for initiation of explosive charges | |
| AU654164B2 (en) | Firing arrangements | |
| US20130327240A1 (en) | Reusable Remote Pyrotechnic Ignition System and Device | |
| CN101711340B (en) | Detonator ignition protection circuit | |
| RU2202097C2 (en) | Procedure of charge initiation | |
| RU2107256C1 (en) | Method of initiation of charges | |
| RU2728908C1 (en) | Electric fuse | |
| RU136553U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING A CUMULATIVE PUNCHER FROM UNAUTHORIZED INITIATION (OPTIONS) | |
| CO5721031A2 (en) | SAFE ELECTRIC INITIATION PIN FOR ELECTRIC DETONATORS | |
| RU2563006C2 (en) | Electric igniter | |
| US20120186478A1 (en) | Firing device for an initiator | |
| RU178965U1 (en) | Electric igniter | |
| RU2684259C1 (en) | Charge initiators method and system | |
| RU2424490C1 (en) | Safety detonator | |
| RU2700615C1 (en) | Explosive device | |
| RU2156946C1 (en) | Electric initiator with self-disconnection from current source | |
| ES2770853T3 (en) | Non-pyrotechnic ignitor | |
| CN202514234U (en) | Device for preventing mistaken explosion caused by electromagnetic interference in explosion relevant operation | |
| RU2541355C1 (en) | Electric detonating system | |
| RU201670U1 (en) | GAS GENERATING TWO-BRIDGE PYROPATRON |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Altering the group of invention authors |
Effective date: 20170426 |