DE1571238C

DE1571238C - Sprengpatrone

Info

Publication number: DE1571238C
Authority: DE
Inventors: Pierre; Sayous Leon; Pau Jenner (Frankreich)
Original assignee: Societe Nationale des Petroles d Aquitaine, Paris
Publication date: 1972-06-29

Description

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Die Erfindung betrifft eine Sprengpatrone mit einem · Zündvorrichtungen der Fall ist, sondern erst unter Gemisch aus einem Sekundärsprengstoff und min- höheren Spannungen von mehr als 2000 Volt, meistens destens einer pulverförmigen, oxydierbaren, elek- sogar über 10 000 Volt. Dies bedeutet einen erheblichen trisch leitenden Substanz sowie mit einem Zünder aus technischen Fortschritt.

zwei an der Patrone hervorspringend befestigten 5 Das Gemisch der erfindungsgemäßen Sprengpatrone

Elektroden. besitzt im kompakten Zustand einen hinreichend

Im allgemeinen wird die Detonation einer Spreng- niedri£en spezifischen Widerstand, um einen dekladung durch einen Zünder hervorgerufen, der eine trischen Strom durchzulassen, jedoch einen hinkleine Menge eines sehr empfindlichen Primärspreng- reichend hohen spezifischen Widerstand, damit eine Stoffes wie Knallquecksijber, Bleiazid od. dgl. enthält. io Spannung von mehr als 2000 Volt notwendig ist, Die Zündvorrichtung, welche gegen Stoß, Wärme oder wobei der Strom eine Dichte zwischen 0,1 und schwache elektrische Ströme empfindlich sein muß, ist 1000 A/cm² erreicht,
stets ein kritischer Punkt der Sprengeinheit. Die Sprengstoffgemische können aus einem oder

Aus diesem Grund verbieten gesetzliche Bestim- mehreren der bekannten Sekundärsprengstoffe, zumungen die Lagerung'von Sprengkapseln bzw. Zün- 15 sammen mit Substanzen, die den spezifischen Widerdern in der Nähe von Sprengpatronen. Besonders stand des Gemisches auf den oben angegebenen Wert streng sind die Vorschriften bezüglich Lagerung von bringen, sowie mit leitfähigen oxydierbaren Stoffen Sprengpatronen, die mit Zündern versehen sind. Diese bestehen, vorzugsweise solchen mit hoher Verbren-Sicherheitsvorschriften behindern die Automation des nungswärme, die zur Auslösung der Detonation beEinsatzes von Sprengpatronen, insbesondere bei der 20 fähigt sind, während sie dabei verbrennen,
seismischen Land- oder Seebodenuntersuchung. Man Geeignete Sekundärsprengstoffe sind beispielsweise hat daher bereits für einen derartigen Einsatz Spreng- Nitroglycerin, Pentaerythrittetranitrat (Pentrit), Cyclosysteme zu entwickeln versucht, die sich — ohne die trimethylentriniframin (Hexogen), Trinitrotoluol vorherige Anbringung einer getrennt zu lagernden (TNT), Ammoniumnitrat, Schießbaumwolle usw.
Zündvorrichtung — direkt für die Detonation ver- 25 Als Substanz zur Herabsetzung des spezifischen wenden lassen. Widerstandes der Sprengladung in kompaktem Zu-

So beschreibt die USA.-Patentschrift 2 996 007 ein stand sind feste Stoffe mit einer relativ hohen elek-Gemisch aus einem Sekundärsprengstoff und einer trischen Leitfähigkeit geeignet, welche mit dem Sekunoxydierbaren, elektrisch leitenden Substanz, beispiels- därsprengstoff verträglich sind. Zu solchen Substanweise Zirkonpulver. Zur Zündung sind in dieses Ge- 30 zen zählen insbesondere Graphit, Naphthalin, Metallmisch aus leitenden und nichtleitendem Partikeln sulfide oder die Metalle selbst, wobei die Metalle in Elektroden eingetaucKtj an welche eine elektrische Form eines feinen Pulvers vorliegen müssen.
Spannung angelegt wird, die bei Überschreiten eines Die oxydierbaren leitfähigen Stoffe, die sich besonunterhalb 1000 Volt liegenden Schwellwertes ein ders gut zur Bildung der Sprengstoffgemische der Überschlagen eines Funkens von einem leitenden 35 erfindungsgemäßen Sprengpatrone eignen, sind stark Korn zum anderen bewirkt. Dieses bekannte Gemisch elektropositive pulverförmige Metalle. Man kann insläßt sich zwar bequem zünden, jedoch sind die zur besondere mit Erfolg die Metalle der Gruppen II bis Zündung erforderlichen Einwirkungen so gering, daß V A des Periodensystems der Elemente oder ihre die Gefahr einer zufälligen, ungewollten Explosion Legierungen untereinander oder mit anderen Metallen besteht. 40 verwenden. Besonders gut geeignet sind die Metalle

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Magnesium, Aluminium, Calcium, Strontium, Barium,

eine Sprengpatrone zu schaffen, deren zufällige Ex- Zirkonium, Beryllium, Antimon, Silicium, Ferro-

plosion mit Sicherheit völlig ausgeschlossen ist, die silicium, die verschiedenen Legierungen von Magne-

aber andererseits nach Belieben bequem gezündet sium usw. Diese oxydierbaren Stoffe werden in Form

werden kann, jedoch hur bei hinreichend starker Ein- 45 von vorzugsweise sehr feinen Pulvern verwendet, bei-

wirkung. spielsweise mit einer mittleren Korngröße zwischen

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß eine 0,01 und 1 mm.

Sprengpatrone mit einem Gemisch aus einem Sekun- Die Mengenanteile an spezifischen Widerstand er-

därsprengstoff und mindestens einer pulverförmigen, niedrigenden Substanzen und an oxydierbarem Stoff

oxydierbaren, elektrisch leitenden Substanz sowie mit 5° im Sprengstoffgemisch variieren gemäß den elektrischen

einem Zünder aus zwei an der Patrone hervorsprin- und chemischen Eigenschaften. Sie liegen je zwischen

gend befestigten Elektroden. Die erfindungsgemäße 1 und 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamt-

Sprengpatrone ist dadurch gekennzeichnet," "daß das gemisch. Meistens finden" sich beide'"Substanzen in

unter 10 bis 100 kg/cm² komprimierte Gemisch mit einer Menge von 3 bis 10 Gewichtsprozent im Gesamt-

einem Gehalt an 1 bis 20 Gewichtsprozent der leitenden 55 gemisch. Die zur Hervorruf ung der Explosion erf or-

Substanz, bezogen auf das Gesamtgemisch, bei dem derliche Spannung ist um so niedriger, je höher der

herrschenden gegenseitigen Elektrodenabstand von Anteil dieser Zusätze ist.

10 bis 80 mm eine Spannung von mehr als 2000 Volt Das Sprengstoffgemisch ist so homogen wie möglich,

erfordert, um einen elektrischen Strom durch das Zur Bildung von Sprengpatronen wird es zu einer kom-

Gemisch fließen zu lassen. 60 pakten Masse verdichtet, in welcher ein bestimmter

Vorzugsweise erfordert das Gemisch der Patrone Bereich zur Aufnahme der Zündelektroden vorgesehen

in komprimiertem Zustand zur Detonation eine ist. Die Komprimierung erfolgt unter einem Druck von

Spannung von 5000 bis 50 000 Volt, insbesondere von 10 bis 100 kg/cm² und vorzugsweise 20 bis 60 kg/cm².

10 000 bis 20 000 Volt. Nach einer besonderen Ausführungsform der Er-

Diese erfindungsgemäße Sprengpatrone ist nicht 65 findung besteht nur jener Teil der Patrone, welcher stoßempfindlich und detoniert auch nicht unter der zur Aufnahme der Elektroden dient, aus einem GeEinwirkung eines schwachen Stromes von etwa 500 misch des Sekundärsprengstoffes und der den spezibis 2000 Volt, wie es bei den bekannten elektrischen fischen Widerstand herabsetzenden Substanz sowie

des oxydierbaren Stoffes, während der Rest der Patrone 10 000 Volt und einen Kondensator 8 von 2 Mikroaus dem Sekundärsprengstoff allein besteht. farad benutzen. Auf diese Weise fließt bei hoher

Der Wirkungsrhechanismus des oxydierbaren Me- Spannung elektrische Energie der Größenordnung tallpulvers dürfte dem eines Zündrelais ähneln. Wenn von beispielsweise 100 Joule.

sich' zwei Metallkörper im Wege eines elektrischen 5 Die erfindungsgemäße Sprengpatrone bietet einen Stromzuges genügender Intensität befinden, so werden sehr bedeutenden Sicherheitsfaktor, weil die Sprengsie zu Polen, zwischen denen ein Funke überspringt. Stoffgemische weder unter einer technischen Wechsel-Diese Körner verbrennen sodann unter Verbrauch des spannung von 220 oder 380 Volt noch unter der Sauerstoffes aus dem Sprengstoff und lösen so die Spannung eines galvanischen Elementes oder einer Detonation aus. io Akkumulatorenbatterie detonieren können. Die Ge-

Die für die Detonation des Gemisches anzuwen- mische sind auch unempfindlich gegen Induktionsdende Spannung kann also durch Art und Menge der Wirkungen selbst starker Hochfrequenzsender und oben angegebenen Zusätze eingestellt werden, was die gegen natürliche elektrostatische Entladungen. Auch Festsetzung des gewünschten Sicherheitsbereiches er- gegen heftige Stöße sind sie unempfindlich. Die gemöglicht. Insbesondere kann man, falls gewünscht, 15 wohnlich benutzten Detonatoren oder elektrischen Gemische herstellen, welche beispielsweise unter Zünder sind dagegen bekanntlich gegen alle diese Ein-5000 Volt, unter 10 000 Volt, unter 20 000 Volt oder Wirkungen sehr empfindlich.

auch bei jeder anderen vorherbestimmten Spannung Es folgen zur Erläuterung der Erfindung einige Ausexplodieren. Es genügt, dem komprimierten Gemisch führungsbeispiele.
den geeigneten, elektrischen spezifischen Widerstand 20
zu verleihen. So zeigt kompaktes Pentrit allein einen
spezifischen Widerstand in der Größenordnung von

ΙΟ⁸ Ohm · cm, während der Widerstand bei innig ein- B e 1 s ρ ι e 1 1

gemischtem Zusatz von 2% Graphitschuppen und

5 % Magnesiumpulver auf 1 bis 1000 Ohm · cm fällt. 25 72 Gewichtsteile pulverförmiges Trinitropentasry-Dieser Wert kann durch eine Vermehrung oder Ver- thrit werden mit 20 Gewichtsteilen geschmolzenem minderung des Graphitgehaltes erniedrigt oder erhöht Trinitrotoluol umkleidet. Sodann werden 3 Teile werden. Der spezifische Widerstand der komprimierten schuppenförmiger Graphit und 5 Teile pulverförmiges Gemische liegt vorzugsweise unter 10* Ohm · cm und Magnesium mit einer mittleren Korngröße von insbesondere nicht über 10³ Ohm · cm. 30 0,074 mm zugesetzt. Nach guter Homogenisierung des

Eine erfindungsgemäße Sprengpatrone besteht aus Gemisches wird dieses auf der Presse unter 20 kg/cm² dem oben beschriebenen, komprimierten Sprengstoff- Druck zu zylindrischen festen Patronen von je etwa gemisch mit zwei eingesetzten Elektroden, deren Enden 50 g verarbeitet. Die Patronen besitzen eine Höhe von aus dem Gemisch herausführen. Vorzugsweise sind 4 cm und einen Durchmesser von etwa 3 cm. Zwischen an den äußeren Enden der Elektroden Einrichtungen 35 zwei Stahl- oder Kupferelektroden gebracht, detozum Anschluß von Stromzuleitungsdrähten vorge- nieren diese Patronen unter dem Einfluß der Entsehen. Der Abstand zwischen den Elektroden liegt ladung eines mit 10 000 Volt geladenen Kondensators zwischen etwa 10 und 80 mm, vorzugsweise bei 30 mm. von 2 Mikrofarad.

Eine Vorrichtung zum Anlegen der elektrischen

Spannung ah die Elektroden der Patrone kann aus 40 - .

einem Kondensator in Reihe mit Leitern bestehen, _R . . . .

welche die Pole einer Spa'nnungsquelle mit den Elek- e 1 s ρ 1 e

troden der Patrone verbinden. Ein Umschalter gestattet es, bald die Stromquellen und bald die Elek- Eine Patrone, ähnlich der von Fig. 1, wird aus troden mit dem Kondensator zu verbinden! 45 82 Gewichtsteilen Pentrit und 10 Gewichtsteilen TNT

In der Zeichnung stellen dar: hergestellt, wobei gleiche Mengen Zusätze wie im

. Fig. 1 eine erfindungsgemäße Patrone mit den vorhergehenden Beispiel verwendet werden. Die Pa-Zündelektroden, tronen lassen sich unter.den gleichen Bedingungen wie

F i g. 2 ein zur Verwendung der erfindungsgemäßen im Beispiel 1 zünden.
Patrone geeignetes Schaltschema. 50

In F i g. 1 besteht die Patrone 1 aus einer kompakten Masse eines Sekundärsprengstoffes mit einem _R . · _ηκ· _η
Gehalt an etwa 10°/₀ Substanzen, die den spezifischen Beispiel jdisu
Widerstand erniedrigen, und an oxydierbaren Stoffen,

insbesondere Metallpulver. Die Elektroden 2 und 2' 55 Ähnliche Patronen wie im Beispiel 1 werden aus sind in die Sprengladung eingebettet und bestehen aus Gemischen verschiedener Sekundärsprengstoffe mit Metallbändern oder -drähten, beispielsweise aus 7% pulverförmigem Aluminium oder Magnesium mit Kupfer oder Stahl, an welche die Stromzuführungen . einer Korngröße nicht über 0,074 mm und 3 °/₀ Koh-3 und 3'angeschlossen sind. lenstoff unter einem Preßdruck von 50 kg/cm² herin Fig. 2 steht die Spannungsquelle 6 mit dem ^6o gestellt. Diese Patronen werden dann auf ihre Deto-Unterbrecher 7 in Verbindung, dessen bewegliche nierbarkeit mit der Vorrichtung von F i g. 2 geprüft, Platten mit dem Kondensator 8 verbunden sind. An wobei man zylindrische Elektroden von 30 mm Durchdie gegenüberliegenden Klemmen des Untertrechers 7 messer benutzt, deren Grundflächen an die beiden sind die Stromzuführungen 3, 3' zu den Elektroden 2 Grundflächen der Patrone angelegt werden.
und 2' angeschlossen. So läßt sich zwischen den Elek- 65 Die nachstehende Tabelle gibt für alle untersuchten troden eine schnelle, sehr kräftige Entladung durch Sprengstoffgemische die Spannungen an, bei denen die Zwischenschaltung des Kondensators 8 erreichen. Detonationen erfolgen, sowie die Kapazität des Kon-Beispielsweise kann man eine Spannungsquelle 6 von densators 8.

	5	Zusammensetzung	Pentrit allein	Metallpulver	6	Kapazität in ■ Mikrofarad
Beispiel	75% Pentrit.+ 25% Hexogen	Al	Spannung in kV	■ 5 · ■
3	80% Pentrit + 20% Nitroglyzerin	Al	. 5,5	5
4	22% Pentrit + 78% Hexogen	Al	6	5
5	25% Pentrit + 75% TNT	Mg	6	5
6	Hexogen allein	Mg	8	5
7	80% Hexogen + 20% TNT	Mg	8	5
8	Nitroglyzerin allein	AI	8	5
9	80% Nitroglyzerin + 20% Schießbaumwolle	Al	8	10
10	TNT allein	Al	10	10
11	75% TNT + 25% Hexogen	Al	10	10
12		Mg	25	10
13	25

B e i s ρ i e 1 e 14 bis

Man verfährt wie im Beispiel 3 bis 13, verwendet jedoch verschiedene Mengen an Metallpulver und oxydierbaren Stoffen.

	Zusammen	Metallpulver	Oxydierbarer Stoff	KV	Mikrofarad
Beispiel	setzung des Beispieles	2% Al	6% C	8	10
14	3	5% FeSi	5% Naphthalin	7	8
15	3	15% Mg	1% Naphthalin	4	5
16	3	10%. Si	2% Naphthalin	5,5	6
17	4	3% Sb	1%C	16	12
18	4	4% Zn	10% FeS^	6	5
19	5	2% Mg	12% C	6	6
20	5

Claims

Patentansprüche:

1. Sprengpatrone mit einem Gemisch aus einem Sekundärsprengstoff und mindestens einer pulverförmigen, oxydierbaren, elektrisch leitenden Substanz sowie mit einem Zünder aus zwei an der Patrone hervorspringend befestigten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß das unter 10 bis 100 kg/cm² komprimierte Gemisch mit einem Gehalt an 1 bis 20 Gewichtsprozent der leitenden Substanz, bezogen auf das Gesamtgemisch, bei dem herrschenden gegenseitigen Elektrodenabstand von 10 bis 80 nun eine Spannung von mehr als 2000 Volt erfordert, um einen elektrischen Strom durch das Gemisch fließen zu lassen.

2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch aufweist, welches in komprimiertem Zustand eine Spannung von 5000 bis 50 000 Volt zur Detonation erfordert.

3. Patrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Sekundärsprengstoff Pentaerythrittetranitrat, Cyclotrimethylentrinitramin, Trinitrotoluol, Nitroglyzerin, Schießbaumwolle oder/und Ammoniumnitrat aufweist.

4^ Patrone nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als elektrisch leitfähige Substanz ein Metall der Gruppen II bis V A des Periodischen Systems der Elemente, Silicium, Kohlenstoff, Naphthalin oder/und ein Eisenmetall- oder Schwermetallsulfid aufweist.

5. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die oxydierbare Substanz in Form von Körpern mit Abmessungen von 0,01 bis 1 mm aufweist. . "

6. Patrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiclinet, daß der elektrische Widerstand des Gemisches unterhalb 10⁴ Ohm · cm liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen