EP0150259A2 - Industriekartusche - Google Patents

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Publication number
EP0150259A2
EP0150259A2 EP84109986A EP84109986A EP0150259A2 EP 0150259 A2 EP0150259 A2 EP 0150259A2 EP 84109986 A EP84109986 A EP 84109986A EP 84109986 A EP84109986 A EP 84109986A EP 0150259 A2 EP0150259 A2 EP 0150259A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
propellant
propellant charge
guide tube
powder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84109986A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Fibranz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huels Troisdorf AG
Dynamit Nobel AG
Original Assignee
Huels Troisdorf AG
Dynamit Nobel AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Huels Troisdorf AG, Dynamit Nobel AG filed Critical Huels Troisdorf AG
Publication of EP0150259A2 publication Critical patent/EP0150259A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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

Definitions

  • the invention relates to an industrial cartridge according to the preamble of claim 1.
  • the water serves, among other things, to transfer pressure from the combustion gases to the borehole wall and the deepest borehole.
  • the pressure generated after the ignition of an industrial cartridge installed in the device is transferred to the water filled into the borehole via an impulse tube with radial openings.
  • the hydrodynamic impulse causes the desired splitting e.g. of rock or concrete.
  • Said device has a cylindrical rubber sleeve in the working position below the impulse tube, which is expanded via radial bores in the tube wall after the cartridge has been ignited, thereby stabilizing the device in the borehole.
  • the devices that work with propellant cartridges can be operated with less security compared to the use of explosive cartridges.
  • the cartridges used for this are usually designed so that they emit a brief gas pressure pulse after ignition of the propellant charge. With such cartridges, however, rocks and boulders and the like can also be used when using suitable devices. can only be crushed with difficulty if these objects, for example stones, are large and / or have high strength.
  • the maximum size of the material to be split is limited to edge lengths on the surface containing the upper edge of the borehole of approx. 40 to 50 cm or cubes between 1 and 1.2 m 3 . At a More than 1.2 m 3 in size, multiple holes must be used.
  • the invention has for its object natural rock, concrete, masonry and the like. to shred more effectively than with the known means.
  • the industrial cartridge according to the invention contains a propellant charge from at least two propellant charge powders which burn at different speeds and are arranged in succession. This ensures that the cartridge generates at least one further gas pressure pulse after the main pressure pulse has been emitted, as a result of which the material which already contains a gap is completely comminuted.
  • the cartridge according to the invention has the further advantage that the propellant charge contained therein can be optimally designed in accordance with the requirements for adapting the charge strength to the material to be split. This reduces the risk of falling rocks or flying due to an excessively large load. Furthermore, the improved possibility of dimensioning the propellant charge or its strength when splitting valuable material, e.g. in marble quarries where the load on the material should be kept as low as possible is an advantage.
  • the industrial cartridge according to claim 2 contains two propellant powders, which burn at different speeds. This is achieved by the choice of the powder.
  • the cartridge can also contain propellant powder of different grain sizes. This is one way of determining or influencing the rate of combustion of the powders.
  • the design of the industrial cartridge according to claim 4 is a preferred solution with which a sequential burning of the propellant powder in the desired order is effected in a particularly simple manner.
  • the cheapest design of the closure of the sleeve is claimed.
  • the high compressibility of the closure material means that the propellant powder below it only burns completely before the gas generated thereby can escape.
  • the industrial cartridge according to the invention can be used in different devices for different industrial areas. For example, it is possible to shoot down slag residues in the metal producing industry with the help of the cartridge.
  • the figure shows an industrial cartridge in longitudinal section.
  • the sleeve 9 with the base piece 1 contains the propellant powder 2,3.
  • the sleeve and base piece are made, for example, of aluminum, brass or a plastic, such as polyethylene. They can be made in one or two pieces.
  • the propellant charge powders 2, 3 are advantageously nitrocellulose powders, which may contain nitroglycerin. They differ in their burning rate.
  • the propellant charge 2 preferably burns faster than the propellant powder 3. Compared to substances used as explosives, the faster-burning powder takes about ten times as long to burn. The slower-burning powder takes about twice the time to burn compared to the faster-burning powder.
  • the different burning rate of the propellant charge powder is obtained in a manner known per se by different composition and / or grain size of the powder.
  • the propellant powder 3 is ignited later than the propellant powder 2.
  • the difference is approximately 1/1 00 second.
  • This is achieved in that the propellant powder 2 through the ignition swirls of a mechanically or electrically triggered ignition 4 directly via an axially arranged ignition guide tube 5 which is open at the end facing away from the base piece 1 and which has a closure 1 0 and optionally in the area of the propellant charge powder 2 radial ignition openings is provided, is ignited.
  • Ignition tube 5 and termination 1o can also be made in one piece, for example injection molded from a plastic in one operation.
  • the closure 1o is thinner than the wall 11 of the ignition guide tube.
  • the closure 10 is preferably made of a film approximately 0.2 mm thick.
  • the propellant powder 3 is ignited secondarily by the flame which arises after the propellant powder 2 has been ignited.
  • the propellant charge powders 2, 3 are separated from one another by a gas-permeable cover 7 running transversely to the sleeve.
  • the gas permeable cover 7 is e.g.
  • the gas-permeable cover 7 is held by a cup 12, which is preferably made of a plastic, such as e.g. Polyethylene.
  • the sleeve 9 contains at its end opposite the bottom piece 1 a compressible closure 6.
  • the Ver circuit 6 is expediently held by a disk 13 on an inner sleeve 14. However, it can also be held in some other way, for example by projections on the inside of the sleeve 9.
  • the closure 6 is preferably made of hair felt, the disc 13 and the inner sleeve 14 made of polyethylene.
  • the closure 6 is held at the end of the sleeve 9 opposite the base piece 1 by a further disk 15, which is also preferably made of polyethylene.
  • the closure 6 is compressible to 25 to 30% of its original volume. The compression is carried out by the gases which are formed after the propellant powder 2 has been ignited. The propellant powder 2 burns completely within the compression time, which lasts only microseconds. Thereafter, the closure 6 and the disks 13, 15 are broken or thrown out of the sleeve 9 by the increased gas pressure, and the gas generated flows out.
  • the cartridge according to the invention is provided with a sleeve edge 8 in such a way that the cartridge is not found in commercially available weapons, such as. B. signal guns can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Industriekartusche mit einer Treibladung aus wenigstens zwei mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verbrennenden, aufeinanderfolgend angeordneten Treibladungspulvern, welche durch eine quer zur Hülsenachse verlaufende, gasdurchlässige Abdeckung voneinander getrennt sind. Die Hülse der Kartusche enthält an ihrem dem Bodenstück entgegengesetzten Ende einen kompressiblen Verschluß. In der Hülse ist axial ein Anzündleitrohr angeordnet, welches in Höhe des vom Bodenstück aus gesehen zweiten bzw. letzten Treibladungspulvers eine Abdeckung aufweist, die dünner als die Wandung des Anzündleitrohrs ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Industriekartusche nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Es ist bekannt, Naturgestein, Beton, Mauerwerk u.dgl. über ein Bohrloch mit einer bestimmten Tiefe und einem bestimmten Durchmesser mittels einer Sprengpatrone oder eines Spezialgeräts mit Treibkartuschen auf- oder anzubrechen. In der DE-PS 1 195 696 wird eine Einrichtung zum Tränkungsschießen beschrieben. Während bei Verwendung von Sprengpatronen nach der Zündung eine Detonation erfolgt, enthalten Treibkartuschen eine Treibladung, die verhältnismäßig langsam abbrennt (Deflagration). Sprengpatronen werden üblicherweise im Bereich des unteren Drittels des Bohrlochs, vorzugsweise am oder nahe dem Bohrlochtiefsten, eingesetzt und gezündet. Ein handelsübliches, Treibkartuschen enthaltendes Spezialgerät ist der sogenannte ROCK-BREAKER der Firma H. Jürgen Essig, Berlin. Nach Einführung der Sprengpatrone oder des Spezialgeräts mit Treibkartusche kann zusätzlich Wasser als Verdämmung bzw. Besatz in das Bohrloch gefüllt werden.
  • Das Wasser dient unter anderem der Druckübertragung von den Verbrennungsgasen auf die Bohrlochwandung und das Bohrlochtiefste. Im Falle des ROCK-BREAKER wird der nach Zündung einer im Gerät angebrachten Industriekartusche entstehende Druck über ein Impulsrohr mit radialen Öffnungen auf das in das Bohrloch gefüllte Wasser übertragen. Der hydrodynamische Impuls bewirkt die gewünschte Spaltung z.B. von Fels oder Beton. Das genannte Gerät weist in Arbeitsposition unterhalb des Impulsrohrs eine zylinderförmige Gummimanschette auf, welche über radiale Bohrungen in der Rohrwandung nach Zündung der Kartusche aufgeweitet wird und dadurch eine Stabilisierung des Geräts im Bohrloch bewirkt.
  • Beim Einsatz von Sprengpatronen müssen umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden. Die Handhabung der Patronen muß durch einen Fachmann mit entsprechender Ausbildung erfolgen.
  • Die mit Treibkartuschen, wie der genannte ROCK-BREAKER, arbeitenden Geräte können gegenüber der Verwendung von Sprengpatronen mit einem geringeren Sicherheitsaufwand betrieben werden.
  • Die hierfür verwendeten Kartuschen sind üblicherweise so ausgelegt, daß sie nach Zündung der Treibladung einen kurzzeitigen Gasdruckimpuls abgeben. Mit solchen Kartuschen können jedoch auch bei Einsatz geeigneter Geräte Gesteins- und Felsbrocken u.dgl. nur mit Schwierigkeiten zerkleinert werden, wenn diese Objekte, z.B. Steine, groß sind und/oder eine hohe Festigkeit aufweisen. So ist bei Zerkleinerung mit dem ROCK-BREAKER die maximale Größe des zu spaltenden Materials auf Kantenlängen an der den oberen Bohrlochrand enthaltenden Fläche von ca. 40 bis 50 cm oder Würfel zwischen 1 und 1,2 m3 begrenzt. Bei einer Größe von mehr als 1,2 m3 müssen mehrere Bohrlöcher verwendet werden. Diese Schwierigkeiten können auch durch Einsatz einer Kartusche mit einer größeren Treibladung nicht vermieden werden, da in diesem Fall lediglich der Gasdruck im Bohrloch erhöht wird, der wirkungslos durch bohrungsnahe Risse im zu spaltenden Material entweicht und nicht eine Vergrößerung des im Material nach Zündung der Treibladung entstehenden Spalts bewirkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Naturgestein, Beton, Mauerwerk u.dgl. wirksamer als mit den bekannten Mitteln zu zerkleinern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Industriekartusche mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Industriekartusche enthält eine Treibladung aus wenigstens zwei mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verbrennenden, aufeinanderfolgend angeordneten Treibladungspulvern. Hierdurch wird erreicht, daß die Kartusche nach Abgabe des Hauptdruckimpulses wenigstens einen weiteren Gasdruckimpuls erzeugt, wodurch das bereits einen Spalt enthaltende Material vollends zerkleinert wird. Die erfindungsgemäße Kartusche weist den weiteren Vorteil auf, daß die in ihr enthaltene Treibladung optimal entsprechend den Anforderungen nach Anpassung der Ladungsstärke an das zu spaltende Material ausgebildet werden kann. Dadurch wird das Risiko von Steinschlag oder -flug infolge einer zu großen Ladung vermindert. Des weiteren ist die verbesserte Möglichkeit der Bemessung der Treibladung bzw. deren Stärke bei der Spaltung wertvollen Materials, z.B. in Marmorbriichen, wo die Belastung des Materials möglichst niedrig zu halten ist, von Vorteil.
  • In vorteilhafter Ausbildung der Industriekartusche nach Anspruch 2 enthält diese zwei Treibladungspulver, welche mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verbrennen. Dies wird durch die Auswahl der Pulver bewirkt. Gemäß Anspruch 3 kann die Kartusche auch Treibladungspulver unterschiedlicher Körnungen enthalten. Dies ist eine Möglichkeit, die Verbrennungsgeschwindigkeit der Pulver festzulegen bzw. zu beeinflussen. Die Ausbildung der Industriekartusche gemäß Anspruch 4 ist eine bevorzugte Lösung, mit welcher ein aufeinanderfolgendes Anbrennen der Treibladungspulver in der gewünschten Reihenfolge besonders einfach bewirkt wird.
  • In der Ausführung gemäß Anspruch 5 ist die günstigste Ausbildung des Verschlusses der Hülse beansprucht. Durch die hohe Kompressibilität des Verschlußmaterials wird erreicht, daß das darunter -befindliche Treibladungspulver erst vollständig anbrennt, bevor das dadurch erzeugte Gas entweichen kann.
  • Die erfindungsgemäße Industriekartusche kann in verschiedenen Geräten für unterschiedliche Industriebereiche verwendet werden. So ist z.B. das Abschießen von Schlackenrückständen in der metallerzeugenden Industrie mit Hilfe der Kartusche möglich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben
  • Die Figur zeigt eine Industriekartusche im Längsschnitt. Die Hülse 9 mit dem Bodenstück 1 enthält die Treibladungs pulver 2,3. Hülse und Bodenstück bestehen z.B. aus Aluminium, Messing oder einem Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen. Sie können ein- oder zweistückig ausgeführt sein. Die Treibladungspulver 2,3 sind vorteilhafterweise Nitrocellulosepulver, die gegebenenfalls Nitroglycerin enthalten. Sie unterscheiden sich in ihrer Abbrandgeschwindigkeit. Vorzugsweise brennt das Treibladungspulver 2 schneller als das Treibladungspulver 3 ab. Das schneller abbrennende Pulver benötigt gegenüber als Sprengstoffen eingesetzten Substanzen etwa die zehnfache Zeit für die Verbrennung. Das langsamer abbrennende Pulver benötigt gegenüber dem schneller abbrennenden etwa die doppelte Zeit für die Verbrennung. Die unterschiedliche Abbrandgeschwindigkeit der Treibladungspulver wird in an sich bekannter Weise durch unterschiedliche Zusammensetzung und/oder Körnung der Pulver erhalten.
  • Das Treibladungspulver 3 wird später als das Treibladungspulver 2 angezündet. Die Differenz beträgt ca. 1/100 Sekunde. Dies wird dadurch erreicht, daß das Treibladungspulver 2 durch die Anzündschwaden einer mechanisch oder elektrisch ausgelösten Anzündung 4 direkt über ein, am vom Bodenstück 1 abgewandten Ende offenes, axial angeordnetes Anzündleitrohr 5, welches mit einem Abschluß 10 und gegebenenfalls im Bereich des Treibladungspulvers 2 mit radialen Anzündöffnungen versehen ist, angezündet wird. Anzündleitrohr 5 und Abschluß 1o können auch einstückig ausgeführt, z.B. in einem Arbeitsgang aus einem Kunststoff spritzgegossen, sein. Der Abschluß 1o ist dünner als die Wandung 11 des Anzündleitrohrs. Vorzugsweise besteht der Abschluß 1o aus einer Folie von etwa o,2 mm Dicke. Das Treibladungspulver 3 wird sekundär durch die nach Zündung des Treibladungspulvers 2 entstehende Flamme angezündet.
  • Die Treibladungspulver 2,3 sind durch eine quer zur Hülse verlaufende, gasdurchlässige Abdeckung 7 voneinander getrennt. Die gasdurchlässige Abdeckung 7 besteht z.B.
  • aus Filz, Gewebe, Schaumstoff oder mit Sollbruchstellen versehenen Scheiben aus Metall - wie z.B. Aluminium - oder Kunststoff. Die gasdurchlässige Abdeckung 7 ist durch einen Napf 12 gehalten, der vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen, besteht.
  • Die Hülse 9 enthält an ihrem dem Bodenstück 1 entgegengesetzten Ende einen kompressiblen Verschluß 6. Der Verschluß 6 ist zweckmäßigerweise durch eine Scheibe 13 auf einer Innenhülse 14 gehalten. Er kann jedoch auch anderweitig, z.B. durch innenseitige Vorsprünge an der Hülse 9 gehalten sein. Der Verschluß 6 besteht vorzugsweise aus Haarfilz, die Scheibe 13 und die Innenhülse 14 aus Polyäthylen. Der Verschluß 6 ist am dem Bodenstück 1 entgegengesetzten Ende der Hülse 9 von einer weiteren Scheibe 15 gehalten, welche ebenfalls vorzugsweise aus Polyäthylen besteht. Der Verschluß 6 ist auf 25 bis 30% seines ursprünglichen Volumens kompressibel. Die Kompression erfolgt durch die nach dem Anzünden des Treibladungspulvers 2 entstehenden Gase. Innerhalb der nur Mikrosekunden dauernden Kompressionszeit brennt das Treibladungspulver 2 vollständig an. Danach werden durch den erhöhten Gasdruck der Verschluß 6 und die Scheiben 13,15 durchbrochen bzw. aus der Hülse 9 geschleudert, und das erzeugte Gas strömt ab.
  • Die erfindungsgemäße Kartusche ist mit einem Hülsenrand 8 dergestalt versehen, daß die Kartusche nicht in handelsüblichen Waffen, wie z. B. Signalpistolen, benutzt werden kann.

Claims (5)

1. Industriekartusche mit einer eine Treibladung enthaltenden Hülse, einem Bodenstück und einem axial in der Hülse angeordneten Anzündleitrohr, das zum Bodenstück hin mit einer dort angeordneten Anzündung verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die Treibladung setzt sich aus wenigstens zwei mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verbrennenden, aufeinanderfolgend angeordneten Treibladungspulvern (2,3), welche durch eine quer zur Hülsenachse verlaufende, gasdurchlässige Abdeckung (7) voneinander getrennt sind, zusammen.
b) Das Anzündleitrohr (5) weist in Höhe des vom Bodenstück aus gesehen zweiten bzw. letzten Treibladungspulvers (2) eine Abdeckung (10) auf, die dünner ist als die Wandung (11) des Anzündleitrohrs.
c) Die Hülse (9) enthält an ihrem dem Bodenstück (1) entgegengesetzten Ende einen Verschluß (6) aus einem kompressiblen Material.
2. Industriekartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) aufeinanderfolgend zwei Treibladungspulver (2,3) enthält, wobei das in Höhe der Abdeckung (10) des Anzündleitrohrs (5) befindliche Treibladungspulver (2) schneller verbrennt als das andere Treibladungspulver (3).
3. Industriekartusche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladungspulver (2,3) unterschiedliche Körnungen aufweisen.
4. Industriekartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) des Anzündleitrohrs (10) aus einer Folie von etwa 0,2 mm Dicke besteht.
5. Industriekartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (6) der Hülse (9) auf 25 bis 30% seines ursprünglichen Volumens zusammendrückbar ist.
EP84109986A 1983-09-23 1984-08-22 Industriekartusche Withdrawn EP0150259A2 (de)

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DE3334464 1983-09-23
DE19833334464 DE3334464A1 (de) 1983-09-23 1983-09-23 Industriekartusche

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