ES2241648T3 - Detonador. - Google Patents

Abstract

Un método de ignición de una carga base comprimida (2) en un detonador, haciendo detonar la carga base por medio de una carga de iniciación (9, 10), caracterizado porque la carga base se comprime adicionalmente hasta una densidad incrementada por la acción de una presión de los gases de combustión que se producen en la combustión de la carga de iniciación (9, 10) durante una fase de iniciación, actuando dicha presión de los gases de combustión sobre la carga base (2) por medio de un medio de compresión de la carga base en forma de pistón (7) dispuesto entre la carga de iniciación y la carga base.

Description

Detonador.

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente a un detonador así como a un elemento de iniciación y a un método asociado.

Antecedentes de la invención

Los detonadores se usan como un explosivo per se o para detonar otros explosivos.

En una realización típica, un detonador comprende un cartucho que tiene un extremo cerrado contra el que se envasa o comprime una carga base. En el otro extremo del cartucho, se dispone un medio de ignición, tal como una espoleta pirotécnica, un tubo NONEL® o una cabeza de espoleta eléctrica. Entre el medio de ignición y la carga base, se dispone una carga de iniciación, que puede ser encendida por el medio de ignición. La combustión de la carga de iniciación inicia la detonación de la carga base.

Los explosivos se dividen aproximadamente en explosivos primarios y explosivos secundarios. Los explosivos primarios están caracterizados porque son capaces de producir una detonación completa al ser calentados cuando están presentes en pequeñas cantidades en un estado libre, es decir, sin confinar. Por otra parte, los explosivos secundarios necesitan estar confinados y requieren mayores cantidades o un fuerte impacto mecánico para producir la detonación. Por razones de seguridad, a menudo se evita el uso de explosivos primarios, y la presente invención solo se refiere a detonadores que están libres de explosivos primarios. Como ejemplos de explosivos secundarios se puede hacer mención de PETN (tetranitrato de pentaeritritol), HMX (ciclotetrametilenotetranitramina), RDX (hexógeno flegmatizado, ciclotrimetilenotrinitramina), TNT (trinitrotolueno), Tetril (trinitrofenilmetilnitramina) y mezclas de uno o más de estos.

El documento WO 86/01498, que forma la base de los preámbulos de las reivindicaciones independientes 1, 7 y 14, describe un detonador del tipo de explosivo no-primario que tiene un confinamiento de paredes delgadas. El detonador tiene una apertura para acelerar la combustión de una carga de iniciación de un explosivo secundario para dar una onda de choque que provoca la detonación de la carga base.

Otro ejemplo de un detonador del tipo de explosivo no-primario se da en el documento US 5.385.098. Se describe un detonador que tiene un elemento de iniciación de material explosivo secundario, en el que este material explosivo secundario es un material granulado poroso mezclado con un catalizador de combustión.

Hay una relación cuadrática entre la velocidad de detonación de un explosivo y la energía de la onda de choque que se produce en la detonación. Para obtener el mayor efecto explosivo posible, se debe proporcionar por lo tanto una alta velocidad de detonación. Este es el caso en particular de los detonadores que se usan para la detonación de otros explosivos, dado que los detonadores generalmente contienen sólo una pequeña cantidad de explosivo secundario, que debe de este modo detonar a la velocidad más alta posible para conseguir un máximo efecto explosivo.

La velocidad de detonación de un explosivo se incrementa a medida que se incrementa la densidad del explosivo. La velocidad de detonación del hexógeno flegmatizado (RDX) es, por ejemplo, 8,7 km/s a la densidad de 1,8 g/cm^{3}, mientras que es sólo de
7,6 km/s a la densidad de 1,5 g/cm^{3}, que corresponde a una reducción de la energía de la onda de choque de casi el 30%.

Se proporcionan detonadores según la técnica anterior con una carga base que está usualmente comprimida hasta una densidad de 1,5-1,55 g/cm^{3}. Incluso si es deseable una densidad más alta, esto no ha sido posible en la práctica.

Sumario de la invención

El principal objetivo de la invención es proporcionar un detonador que, dada una cierta cantidad de explosivo en la carga base, proporcione más alta energía de la onda de choque que la permitida por la técnica anterior.

Un objetivo más concreto de la invención es proporcionar una densidad incrementada adicionalmente en una carga base comprimida en un detonador, para proporcionar por ello una velocidad de detonación incrementada, y de este modo un efecto explosivo mejorado, de la carga de detonación.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un elemento de iniciación para su uso en un detonador, permitiendo dicho elemento de iniciación que se imparta una densidad incrementada adicionalmente a una carga base comprimida dentro del detonador, siendo mantenida dicha densidad hasta que se provoca que detone la carga base.

Estos objetivos se consiguen por medio de un método y un detonador o un elemento de iniciación según las reivindicaciones adjuntas.

De este modo la invención está basada en el conocimiento de que un detonador puede exhibir un efecto explosivo mejorado dada una cierta cantidad de explosivo en la carga base si se ha impartido una densidad incrementada a esta carga base sustancialmente en el momento de la detonación. Si la carga base se comprime hasta tal punto de que por lo menos algunas de sus partes alcanzan un estado sustancialmente cristalino justo antes, y durante la detonación, se proporciona un efecto explosivo significativamente mejorado.

Según un aspecto de la invención, se hace uso de la presión que surge en la combustión de una carga de iniciación para incrementar adicionalmente la densidad de una carga base ya comprimida y para mantener la alta densidad hasta que se provoca que detone la carga base, dando como resultado una velocidad de detonación incrementada y de este modo un efecto explosivo mejorado. Preferentemente, se proporciona tal alta densidad de la carga base que la última, por lo menos parcialmente, alcanza un estado sustancialmente cristalino.

Según otro aspecto de la invención, los gases de combustión de una carga de iniciación se usan para calentar hasta la ignición y para comprimir un explosivo secundario poco envasado, o sin confinar, cuya energía se incrementa de este modo, que finalmente da como resultado la detonación de este explosivo secundario que de este modo provoca que detone una carga base que está comprimida para incrementar la densidad.

Según otro aspecto más de la invención, se proporciona un elemento de iniciación para uso en un detonador para provocar que detone un carga base comprimida que está dispuesta en el detonador.

El elemento de iniciación según la invención comprende un medio de compresión que está dispuesto para que actúen sobre él los gases de combustión, que se producen en la combustión de una carga de iniciación, para comprimir adicionalmente la carga base.

Según la invención, se proporciona también un elemento de iniciación, que permite que los gases de combustión calientes de la combustión de la carga de iniciación pasen a una cámara que está dispuesta en el elemento de iniciación y que está adyacente a una carga base dispuesta fuera del elemento de iniciación. En la cámara, está preferentemente dispuesto un explosivo secundario poco comprimido o sin confinar, que se pretende que se caliente hasta la ignición por los gases de combustión que entran, por lo que se provoca que finalmente detone dicha carga base.

La invención se refiere también a un elemento de iniciación que usa los gases de combustión anteriormente mencionados para calentar y comprimir el explosivo secundario poco comprimido para provocar que detone el mismo, al mismo tiempo a medida que la carga base comprimida se expone a una fuerza, que se origina de la combustión de la carga de iniciación, fuerza que incrementa adicionalmente la densidad de la carga base, alcanzando por lo menos alguna parte de la carga base un estado sustancialmente cristalino. Preferentemente, el explosivo secundario poco comprimido está ya caliente hasta la ignición cuando su compresión comienza a tener efecto.

Según la invención, una carga base en el detonador, que se comprime cuando se fabrica un detonador, se provoca de este modo que detone con la ayuda de una carga de iniciación por medio de un método en el que se usa la presión que se produce en la combustión de la carga de iniciación para comprimir adicionalmente la carga base antes de su detonación.

Según una realización preferida de la invención, el elemento de iniciación comprende un explosivo secundario que está dispuesto para provocar la detonación de la carga base en un detonador.

En una realización particularmente preferida de un elemento de iniciación según la invención, el explosivo secundario del elemento de iniciación provoca la detonación de la carga base siendo calentado dicho explosivo secundario hasta la ignición y comprimido por medio de los gases de combustión que se producen en la combustión de una carga de iniciación dispuesta en el elemento de iniciación.

Una realización de un detonador según la invención puede comprender de este modo un elemento de iniciación que tiene una cámara que está conectada con una carga base, conteniendo dicha cámara un explosivo secundario comparativamente poco comprimido o sin confinar. Durante una fase de iniciación, es decir, en la combustión de una carga de iniciación, el volumen de dicha cámara se reduce, dando como resultado una elevación de presión en dicha cámara. Al mismo tiempo, la combustión de la carga de iniciación provoca la compresión adicional de la carga base que de este modo alcanza un estado sustancialmente cristalino o por lo menos muy comprimido. La ignición de la carga base es proporcionada por los gases de combustión en la carga de iniciación que pasan a dicha cámara, por lo que el explosivo en dicha cámara se calienta hasta ignición. Cuando el explosivo en la cámara ha sido calentado hasta ignición, la presión, y de este modo la energía, en la cámara se incrementa de modo que este explosivo finalmente llega a la detonación, por lo que provoca que detone la carga
base.

En realizaciones preferidas, la elevación de presión en dicha cámara es proporcionada por una presión positiva que es provocada por la carga de iniciación que empuja un pistón moviblemente dispuesto dentro de la cámara, de modo que se reduce su volumen. Preferentemente, el grosor del pistón es mayor de 0,15 mm y menor de 1,0 mm.

El diámetro de la anteriormente mencionada cámara es preferentemente mayor que el diámetro crítico de detonación del explosivo que se pretende colocar en la cámara. El diámetro crítico de detonación para el PETN (tetranitrato de pentaeritritol) es, por ejemplo, alrededor de 1 mm. Además, se ha encontrado que la longitud de la cámara (su extensión axial) es ventajosamente mayor que su diámetro, pero menor que alrededor de diez veces su diámetro.

Además, en realizaciones preferidas se hace uso de un medio de compresión apropiado en forma de pistón para proporcionar dicha compresión adicional de la carga base, estando dispuesta la anteriormente mencionada cámara en forma de un conducto preferentemente axial en el medio de compresión. Se ha encontrado que el diámetro del medio de compresión es ventajosamente por lo menos 1,1 veces mayor que el diámetro de tal conducto. Más preferentemente, es por lo menos 1,5 veces mayor y lo más preferentemente alrededor de dos veces mayor que el diámetro del conducto.

La presente invención permite la fabricación de elementos de iniciación que tienen una longitud total de 9-10 mm, que es comparable con la carga de explosivo primario en detonadores según la técnica anterior, en los que la longitud de la columna de explosivo primario en la carga de iniciación es típicamente alrededor de 6-7 mm.

Breve descripción de los dibujos

Las distintas características y funciones de la invención serán evidentes de la descripción a continuación de varias realizaciones preferidas. En la descripción, se hace referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que

La Fig. 1 muestra esquemáticamente una sección transversal de un detonador según la invención,

La Fig. 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de un detonador según la invención durante la fase de iniciación y

Las Figs. 3-9 muestran esquemáticamente varias realizaciones de elementos de iniciación según la invención.

Se debe advertir que partes o porciones que tienen el mismo o similar aspecto o función en las Figuras están provistas de los mismos números de referencia.

Descripción de las realizaciones preferidas

Con referencia a la Fig. 1, se describirá ahora con más detalle una realización preferida de un detonador según la invención. Según esta realización de la invención, un detonador comprende un cartucho 1 que tienen un extremo abierto y un extremo cerrado, siendo el diámetro exterior del cartucho alrededor de 6,5 mm. Una carga base 2 de un explosivo secundario está comprimida contra el extremo cerrado del cartucho (hasta una densidad de alrededor de 1,5-1,55 g/cm^{3}) y en el extremo abierto del cartucho se dispone un medio de ignición, en este caso un tubo NONEL®, por medio de un cierre 4. Dentro del cartucho 1, adyacente a dicha carga base 2, se dispone un elemento de iniciación 5 que transfiere un impulso de ignición desde el tubo NONEL® hasta la carga base para provocar su detonación. El elemento de iniciación es básicamente cilíndrico, con uno de sus extremos mirando hacia el tubo NONEL® 3 y el otro hacia la carga base 2. En el extremo del elemento de iniciación 5 que mira hacia el tubo NONEL® 3, se hace una abertura 6. En el elemento de iniciación 5, adyacente a dicha abertura 6, se dispone una carga pirotécnica 9 en serie con un explosivo secundario 10. La carga pirotécnica y el explosivo secundario conjuntamente forman una carga de iniciación. La carga pirotécnica se describe con más detalle a continuación. El explosivo secundario 10 está dispuesto adyacente a un iniciador que comprende un primer y un segundo pistón, 7 y 8, respectivamente. La cara de un extremo del primer pistón 7 descansa sobre la carga base comprimida 2 y apenas puede moverse por lo tanto, siendo denominado estático, por lo tanto, este primer pistón. Se entenderá, sin embargo, que el pistón estático 7 en la mayor parte de los casos se moverá una corta distancia \delta hacia la carga base durante la fase de iniciación. En este pistón 7, se forma un conducto 11 cilíndrico central, que se extiende a lo largo del eje longitudinal central del pistón estático 7 y está en un extremo en conexión con la carga base 2 comprimida y en el otro extremo limitado por un segundo pistón 8 moviblemente dispuesto. Dado que el segundo pistón 8 se puede mover considerablemente más que el primero, pistón estático, este pistón 8 se denomina pistón dinámico. El conducto 11 contiene un explosivo secundario 12, que en este caso es PETN (tetranitrato de pentaeritritol), HMX (ciclotetrametilenotetranitramina), RDX (hexógeno flegmatizado, ciclotrimetilenotrinitramina) o una mezcla de uno o más de estos explosivos secundarios en un estado poco comprimido o sin confinar (que tiene una densidad de alrededor de 0,8-1,4 g/cm^{3}). El conducto 11 contiene de este modo alguna cantidad de aire (o posiblemente alguna otra mezcla gaseosa).

Un detonador típico tiene un diámetro exterior de 7,5 mm y una longitud de alrededor de 65 mm. La carcasa del detonador tiene un grosor de la pared de alrededor de 0,8 mm y la envoltura del elemento de iniciación cilíndrico tiene un diámetro exterior de alrededor de 5,5 mm y un grosor de la pared de alrededor de 0,4 mm. El pistón estático cilíndrico dispuesto en el elemento de iniciación tiene un diámetro exterior de alrededor de 5,1 mm y una longitud de alrededor de 5 mm. El conducto que se hace en el pistón estático es también sustancialmente cilíndrico y tiene un diámetro de alrededor de 3 mm y una longitud de alrededor de 5 mm. El elemento de iniciación de este modo tiene un pistón estático con un diámetro exterior que es alrededor de 1,7 veces mayor que el diámetro de conducto que se forma en el pistón estático. El conducto de este modo constituye alrededor del 35% del área de la sección transversal total del pistón estático. En este caso, el pistón dinámico 8 tiene un grosor de alrededor de 0,4 mm y un diámetro que sustancialmente corresponde al diámetro del conducto. La longitud total del elemento de iniciación es de alrededor de 10 mm.

Con referencia a la Fig. 2, se describirá ahora un procedimiento de ignición de un detonador según la invención. Cuando se emite un impulso de ignición por el medio de ignición 3, que en este caso es un tubo NONEL®, se enciende la carga pirotécnica 9, después de lo cual se enciende el explosivo secundario 10 con un corto periodo de inducción. La combustión de la carga de iniciación crea una alta presión que actúa
sobre los pistones 7 y 8. El pistón estático 7 ejerce una gran presión sobre la carga base 2, alcanzando dicha carga base un estado sustancialmente cristalino o por lo menos muy comprimido con alta densidad por lo menos adyacente al pistón. El llamado pistón estático se habrá movido a continuación una pequeña distancia \delta hacia la carga base, incluso si permanece esencialmente estático. La construcción del iniciador es tal que los gases de combustión de la carga de iniciación penetran dentro del conducto 11 pasado el pistón dinámico 8, dando como resultado que el explosivo 12 en el conducto sea calentado hasta la ignición. El pistón 8 se comprime dentro del conducto 11 del pistón estático, lo que conduce a una elevación de la presión en el conducto. Se previene que el pistón dinámico 8, debido a la fricción contra las paredes del conducto y/o su masa, es decir, su inercia, se mueva tan rápidamente como los gases de combustión y por lo tanto el explosivo 12 en el conducto 11 se calienta a ignición ya antes de que la presión del conducto se haya elevado apreciablemente. La energía en el conducto se incrementa a medida que se incrementa la temperatura y la presión en el conducto 11, y cuando la energía ha llegado a cierto valor el explosivo secundario 12 en el conducto 11 detona sustancialmente instantáneamente en todo el conducto, debido al hecho de que todo el explosivo secundario está poco presionado y de este modo llega a una energía crítica sustancialmente al mismo tiempo en todo el conducto. Este procedimiento de ignición da una detonación comparativamente rápida, que se propaga a la carga base 2, que debido a su gran compresión es sometida a un procedimiento de detonación muy rá-
pido.

El procedimiento de ignición anteriormente mencionado permite que la carga base esté en un estado sustancialmente cristalino, es decir, tenga muy alta densidad, en el momento de la detonación. Seleccionando una masa y tamaño apropiados de los pistones y seleccionando las dimensiones apropiadas del conducto 11 y una apropiada densidad del explosivo 12 dispuesto en él, se puede asegurar una detonación que tenga la más alta posible velocidad de detonación, para cada explosivo dado, en la carga base del detonador.

El experto en la técnica encontrará estas selecciones apropiadas por medio de explosiones de ensayo y prueba de manera convencional.

Ni que decir tiene que incluso si las Figs. 1 y 2 muestran un detonador en el que el medio de ignición 3 es un tubo NONEL®, se pueden usar también, otros medios de ignición, tales como una cabeza de espoleta eléctrica.

Las Figs. 3-9 muestran ejemplos de varias realizaciones de elementos de iniciación 5 según la invención. La carcasa de los elementos de iniciación 5 se puede hacer prácticamente de cualquier material, aunque se hace uso preferentemente de un material resistente, tal como acero, bronce o latón. Con un material resistente, las paredes de la carcasa pueden ser delgadas, permitiendo por ello que el iniciador tenga un diámetro que casi iguala al diámetro interior del cartucho 1 y de este modo también al diámetro de la carga base 2, por lo que se proporciona un efecto de compresión a través de una gran parte de la superficie de la sección transversal de la carga base 2 durante la fase de iniciación.

El sistema de pistones 7, 8, 13-18 del elemento de iniciación puede comprender una pluralidad de pistones o puede inicialmente incluso estar formado por una unidad. Sin embargo, durante la fase de iniciación, hay o surge por lo menos un pistón estático que incrementa la compresión en la carga base y por lo menos un pistón dinámico que asegura la compresión del explosivo 12 poco envasado en la cámara 11. En los casos en los que el sistema de pistones está formado por una unidad, es importante que el pistón dinámico debe estar separado de la unidad durante la fase de iniciación (por ejemplo, por medio de la presión de la combustión de la carga de iniciación), pistón dinámico que de este modo se vuelve movible en el conducto del pistón estático. El material en los pistones variará de caso a caso; sin embargo, se ha encontrado que el material ventajosamente tiene un módulo de elasticidad que es sustancialmente el mismo o mayor que el módulo de elasticidad de la carga base comprimida.

En algunas realizaciones preferidas, el pistón estático 7 tiene una forma exterior que es algo cónica, con el extremo estrecho mirando hacia la carga de iniciación, y por lo tanto sale fácilmente de la carcasa del elemento de iniciación durante la fase de iniciación, por ejemplo, expandiendo ligeramente la carcasa del elemento de iniciación bajo la presión. Al mismo tiempo, una forma cónica hace más fácil comprimir el pistón estático 7 dentro de la carcasa del elemento de iniciación. Tan pronto como se desprende el pistón estático de la pared interna de la carcasa del elemento de iniciación, se hace uso de una mayor cantidad de la fuerza de presión para comprimir la carga base.

En la Fig. 3, se muestra el mismo tipo de elemento de iniciación que el usado en el detonador mostrado en la Fig. 1. En este caso, el pistón dinámico 8 y el pistón estático 7 son unidades separadas. La sección transversal del pistón dinámico, que en este caso es circular, es sustancialmente complementaria de la sección transversal del conducto 11 que se ha realizado en el pistón estático. El conducto 11 tiene un diámetro de 3 mm y una longitud de 5 mm. El diámetro exterior del pistón estático 7 es alrededor de 1,7 veces mayor que el diámetro del pistón dinámico 8 (y de este modo también alrededor de 1,7 veces mayor que el diámetro del conducto 11).

La Fig. 4 muestra un elemento de iniciación que comprende dos pistones estáticos 13, 14, mientras que la Fig. 5 muestra un elemento de iniciación en el que el sistema de pistones en su lugar tiene dos pistones dinámicos 8, 15.

La Fig. 6. muestra un elemento de iniciación en el que el sistema de pistones inicialmente consiste en una unidad 7, 16. Durante la fase de iniciación, la presión provocada por la combustión de la carga de iniciación dará como resultado la separación de una porción 16 de la unidad, porción que constituirá el pistón dinámico, en conformidad con el pistón dinámico mostrado en la Fig. 3.

La invención también comprende otras disposiciones de sistemas de pistones. La Fig. 7, por ejemplo, muestra un elemento de iniciación con un iniciador que consiste en dos partes, siendo una parte un pistón estático en conformidad con el pistón estático 7 mostrado en la Fig. 3 y teniendo la otra parte la forma de un disco 7 que está dispuesto enfrente del pistón estático 7 y de este modo cubre el conducto 11 del pistón estático. En conformidad con lo afirmado
anteriormente, parte del disco 17 se separará durante la fase de iniciación y funcionará como pistón dinámico. Para asegurar una correcta separación de la parte en el sistema de pistones que va a constituir el pistón dinámico, según las realizaciones descritas con referencia a las Figs. 6 y 7, se pueden proporcionar hendiduras o líneas de ruptura 19 en las áreas en las que se desea que tenga lugar la separación. Esto se ejemplifica en la Fig. 8. En la Fig. 8, las dimensiones de dichas hendiduras o líneas de ruptura se seleccionan solo con propósitos ilustrativos. En los elementos de iniciación reales según la invención, estas hendiduras o líneas de ruptura, por supuesto, estarán dimensionados con relación al resto del elemento de iniciación que difiere del mostrado en la Figura.

En la Fig. 9, se muestra otra realización más de un elemento de iniciación según la invención. En este caso, la parte estática del sistema de pistones consiste en dos pistones que tienen el mismo diámetro exterior y el mismo diámetro del conducto 11. Entre estas partes de pistones, está dispuesto un disco del que se separa un pistón dinámico, en la manera descrita anteriormente, durante la fase de iniciación.

El iniciador se puede disponer enteramente dentro de la carcasa del elemento de iniciación 5 (tal como se muestra en las Figs. 3-6), parcialmente dentro de la carcasa (Fig. 7) o solo reposar sobre (estar sujeto contra) la carcasa (Figs. 8, 9).

Preferentemente, el conducto 11 y de este modo el pistón dinámico 8 son de sección transversal circular, pero la invención no está limitada a cualquier geometría particular del conducto. La selección del diseño geométrico en un cierto caso es un asunto de conveniencia que se decide por el experto en la técnica y se puede seleccionar libremente dentro del alcance de la invención y de la idea inventiva.

Descripción de la carga de iniciación

Preferentemente, la carga pirotécnica 9 de la carga de iniciación tiene una velocidad de combustión que es más alta de 5 m/s, más preferentemente más alta de 10 m/s y lo más preferentemente más alta de 20 m/s. La transición de deflagración a detonación en el elemento de iniciación no debe durar más de alrededor de 0,5 s, y por lo tanto la velocidad de combustión de la carga pirotécnica no debe ser demasiado baja. Al mismo tiempo es altamente deseable que el explosivo secundario de la carga de iniciación debe exhibir un frente de combustión sustancialmente plano, que permite que los pistones del sistema de pistones funcionen sincronizadamente. Además, el período de inducción de dicho explosivo secundario debe ser tal que la desviación de los detonadores del intervalo cero no exceda de \pm0,1 ms. La función del iniciador según la presente invención depende de la generación de una presión suficientemente alta en la combustión de la carga de iniciación. En la práctica, esto quiere decir que la temperatura en la carga pirotécnica en ignición es preferentemente más alta de 2000ºC. Más preferentemente la temperatura es más alta de 2500ºC y lo más preferentemente más alta de 3300ºC. Por la alta temperatura de combustión de la carga pirotécnica, se asegura también una rápida y fiable ignición del explosivo secundario de la carga de iniciación. Los materiales pirotécnicos apropiados para este propósito son los llamados "termitas", que comprenden polvo metálico (por ejemplo, Mg, Al, Ti, Zr) que sirven como combustible, y óxidos metálicos que sirven como oxidantes. Por ejemplo, se pueden usar mezclas pirotécnicas
tales como 30-40% de Al + 70-60% de Fe_{2}O_{3} y 20-40% de Ti + 80-60% de Bi_{2}O_{3}, que provocan la detonación en la carga base en 0,1-0,5 ms. El tiempo de transición de la deflagración a la detonación es de este modo equivalente al de los detonadores que usan explosivo primario.

Descripción de los ensayos

A continuación, se describirán dos ensayos diferentes, que prueban la alta velocidad de detonación de los detonadores según la presente invención.

Ejemplo 1

Se realizó una comparación entre las velocidades de detonación de tres diferentes tipos de detonadores. Se comparó la velocidad de detonación (es decir, el efecto explosivo) por medio de un método generalmente aceptado en el que un detonador se coloca con su extremo contra una placa de plomo que tiene un espesor de 5 mm, siendo tomado el diámetro del agujero que se abre violentamente en la detonación del detonador como una medida de su efecto explosivo (velocidad de detonación).

Se dispararon diez detonadores de diferentes tipos, siendo el primer tipo detonadores con explosivo primario según la técnica anterior; siendo el segundo tipo detonadores sin ningún explosivo primario según la técnica anterior; y siendo el tercer tipo detonadores según la presente invención. Todos los
detonadores contenían la misma cantidad de explosivo, a saber 470 mg de RDX y 180 mg de PETN. Los detonadores según la técnica anterior, con o sin explosivo primario, dieron sustancialmente el mismo resultado. El diámetro de los agujeros abiertos violentamente estaba en el intervalo de 9-10 mm. Los detonadores según la presente invención tenían una velocidad de detonación significativamente más alta e hicieron agujeros que tenían diámetros de 12,0 a
12,1 mm.

Ejemplo 2

Se realizó una comparación entre los mismos tres tipos de detonadores que en el Ejemplo 1. La comparación se realizó según el método generalmente aceptado denominado "Prior". Los ensayos mostraron que ambos tipos de detonadores según la técnica anterior correspondían al detonador No. 11, mientras que los detonadores según la presente invención correspondían al detonador No. 13.5.

Los ejemplos anteriormente descritos muestran que la presente invención proporciona una velocidad de detonación significativamente incrementada en los detonadores comparada con los detonadores según la técnica anterior. Gracias al uso de un elemento de iniciación y un método de ignición según la invención, se podría conseguir un efecto explosivo mejorado sin incrementar la cantidad de explosivo en la carga base.

Claims (14)

1. Un método de ignición de una carga base comprimida (2) en un detonador, haciendo detonar la carga base por medio de una carga de iniciación (9, 10), caracterizado porque la carga base se comprime adicionalmente hasta una densidad incrementada por la acción de una presión de los gases de combustión que se producen en la combustión de la carga de iniciación (9, 10) durante una fase de iniciación, actuando dicha presión de los gases de combustión sobre la carga base (2) por medio de un medio de compresión de la carga base en forma de pistón (7) dispuesto entre la carga de iniciación y la carga base.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que se hace detonar un explosivo secundario (12) dispuesto entre la carga de iniciación (9, 10) y la carga base (2) después de la provisión de una densidad incrementada en la carga base, y en el que la carga base (2) se enciende por la detonación de dicho explosivo secundario (12).

3. Un método según la reivindicación 2, en el que dicho explosivo secundario (12) está presente en un estado poco comprimido o sin confinar, y los gases de combustión de la carga de iniciación (9, 10) se usan adicionalmente para calentar hasta la ignición y para comprimir dicho explosivo secundario poco comprimido o sin confinar (12) para provocar su detonación.

4. Un método según la reivindicación 2 ó 3, en el que la presión provocada por la combustión de la carga de iniciación (9, 10) comprime el explosivo secundario poco comprimido o sin confinar (12) indirectamente por transmisión de la fuerza vía un medio de compresión del explosivo secundario (8) dispuesto entre la carga de iniciación (9, 10) y dicho explosivo secundario (12).

5. Un método según la reivindicación 3 ó 4, en el que el explosivo secundario poco comprimido o sin confinar (12) se calienta primero hasta la ignición por los gases de combustión de la carga de iniciación (9, 10) que fluyen hacia dicho explosivo secundario (12), y a continuación se somete a dicha compresión.

6. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la compresión adicional de la carga base que se proporciona durante la fase de iniciación da como resultado que por lo menos alguna parte de la carga base llegue a un estado sustancialmente cristalino.

7. Un elemento de iniciación (5) para su uso en un detonador para provocar que detone una carga base (2) comprimida, dispuesta en el detonador, comprendiendo dicho elemento de iniciación (5) una carga de iniciación inflamable (9, 10) que en la ignición genera
gases de combustión para provocar que detone la carga base, caracterizado porque dicho elemento de iniciación (5) comprende un medio de compresión de la carga base en forma de pistón (7) dispuesto para apoyarse en la carga base (2) en el detonador y para que actúen sobre él dichos gases de combustión para que se mueva hacia la carga base para comprimir adicionalmente la carga base antes de que se provoque que detone.

8. Un elemento de iniciación según la reivindicación 7, que comprende adicionalmente un explosivo secundario (12) dispuesto entre la carga de iniciación (9, 10) y la carga base (2), y adaptado para que se haga detonar por medio de dichos gases de combustión y a continuación provoque la detonación de la carga base (2).

9. Un elemento de iniciación según la reivindicación 8, en el que el explosivo secundario (12) está presente en un estado poco comprimido o sin confinar.

10. Un elemento de iniciación según la reivindicación 9, en el que se disponen medios (8) para calentar hasta la ignición y para comprimir dicho explosivo secundario (12) poco comprimido o sin confinar, bajo la acción de los gases de combustión, e incrementar por ello la energía de dicho explosivo secundario (12) poco comprimido o sin confinar hasta un nivel en el que detona.

11. Un elemento de iniciación según la reivindicación 10, en el que dicho explosivo secundario (12) poco comprimido o sin confinar está dispuesto en un conducto (11) dentro, o alternativamente alrededor, del medio de compresión de la carga base (7), y se dispone moviblemente un medio de compresión (8) del explosivo secundario en el conducto (11) para provocar dicha compresión de dicho explosivo secundario (12) bajo la acción de la presión de dichos gases de combustión.

12. Un elemento de iniciación según la reivindicación 11, en el que la longitud del conducto (11) es mayor que su diámetro y menor que diez veces su diámetro.

13. Un elemento de iniciación según la reivindicación 11 ó 12, en el que el medio de compresión de la carga base comprende un primer pistón (7) y el medio de compresión del explosivo secundario comprende un segundo pistón (8) moviblemente dispuesto, siendo el diámetro exterior de dicho primer pistón (7) entre 1,1 y 5,0 veces el diámetro de dicho segundo pistón (8) moviblemente dispuesto.

14. Un detonador que comprende una carga base comprimida de un explosivo secundario y un elemento de iniciación (5) según una cualquiera de las reivindicaciones 7-13.