DE942012C - Sprengvorrichtung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. APRIL 1956

I 7376JVa/78 e

Sprengvorrichtung

Die Erfindung 'bezieht sich auf eine Sprengvorrichtung der bekannten Art, welche aus einem rohrförmigen Behälterteil besteht, der zur Aufnahme der Ladung dient. Dieser Behälter ist an einem Ende mit Gewinde versehen, das in· den mit einem entsprechenden Gewinde ausgestattete» Entladungskopf eingeschraubt ist. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich eine Trennscheibe, welche bei einem bestimmten Druck, der sich im Innern des rohrförmigen Behälters aufbaut, zerstört wird und birst. Durch diese Trennscheibe wird zwischen dem Behälterteil und dem Entladekopf ein gasdichter Verschluß geschaffen, so daß sich in dem Behälter der entsprechende Druck aufbauen kann, wenn die sich flammenfrei exotherm zersetzende gaserzeugende Ladung durch ein entsprechendes elektrisch zu betätigendes Heizelement gezündet wird, die dann die Zersetzung der Ladung zur Folge hat.

Die Sprengvorrichtung gemäß der Erfindung ist von besonderer Bedeutung, wenn die Ladung' im wesentlichen aus einer Mischung von äquimolekularen Teilen Natriumnitrit und Ammoniumchlorid besteht, welche einen geringen Anteil eines. Stabilisierungsmittels enthält, das dazu dient, eine Zersetzung der Masse während des Lagerns des "as Materials bei gewöhnlicher Temperatur zu ver-

hindern. Wenn eine äquimolekulare Mischung von Natriumnitrit und Ammoniumchlorid örtlich erhitzt wird, zersetzt sie sich ohne Flammenbildung, wobei diese Zersetzung sich selbst aufrechterhält: und dabei Natriumchlorid, Stickstoff und Dampf entsteht. In der beschriebenen Sprengvorrichtung wird durch diese Zersetzung, wenn sie einmal durch das örtlich wirkende Heizelement eingeleitet ist, der Druck heftig ansteigen, und dies führt zu einem

ίο unmittelbaren Austritt der Gase ohne Flammenbildung, so daß eine Sprengvorrichtung gemäß der Erfindung besonders zur Verwendung für Kohlesprengungen in Schlagwetter öder Kohlenstaub enthaltenden Schächten geeignet ist. Es wurde schon vorgeschlagen, die zur Einleitung der Zersetzung erforderliche Warmewirkung durch einen elektrischen Zünder zu erzeugen, jedoch wurde in der Praxis als Heizelement allgemein ein kleiner elektrischer Schwarzpulverzünder verwendet. Obwohl bei der Verwendung eines Schwarzpulverzünders eine Flamme auftritt, ist die Zeit, welche · zur Zersetzung der stabilisierten Mischung von Natriumnitrit und Ammoniumchlorid zum .Aufbauen eines Druckes, der ausreicht, um die Trenn-

a5 scheibe zu zerstören, lang genug,, daß die Teilchen des elektrischen Pulverzünders ausgebrannt sind, bevor die Scheibe zerstört wird.

Bei einer Sprengvorrichtung der beschriebenen Art wurden die beiden elektrischen Leitungen, zu dem örtlichen Erhitzungseilemenit bisher in dem eingeschraubten Teil· des Behälters, und zwar an dem dem Entladungskopf abgewendeten Ende, vorgesehen, so daß es beim Zusammenbau der Vorrichtung mit der Ladung jedesmal, wenn diese benutzt wurde, notwendig war. die Teile an beiden Enden des rohrförmigen Behälters aufzuschrauben, wobei das Heizelement vorher mit den elektrischen Leitungen versehen war und die Ladung dann eingeführt wurde. Diese Einführt ng der Ladung erfolgte gewöhnlich vont dem Entladungskopfende aus, bevor die Trennscheibe eingestzt. wurde, und. die Verbindung mit dem Entladungskopf wurde dann durch Aufschrauben hergestellt. Diese Handhabung war nicht geeignet, eine irasche Neuladung der Einrichtung durchzuführen, und das Neufeden; wurde in der Praxis in einer beträchtlichen Entfernung vom Sprengort und bisweilen sogar über Tage vorgenommen. Wenn dabei zufällig dem Schießmeister eine Sprengvorrichtung geliefert wurde, von der angenommen wird, daß sie geladen ist, und wobei in die Vorrichtung wohl der elektrische Pulverzünder eingesetzt ist, jedoch nicht die Ladung der gaserzeugenden Masse und auch nicht die Trennscheibe eingesetzt ist, könnte bekn Schließen' des elekirischen Stromes eine Zündung der schlagenden Wetter eintreten, da die elektrische Zündmasse ihre Flämmenwirkutig durch die Öffnungen des Entladungskopfes· wirksam werdera läßt.

Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine Sprengvorrichtung und einen solchen Aufbau derselben zu schaffen, daß diese sich leicht mit einer an sich bekannten Ladung einer festen Masse wieder laden läßt, die bei einer örtlichen Erhitzung sich selbst ohne Flammenwirkung ze-rsetzt, so daß die
erwähnten Zufälligkeiten sicher ausgeschlossen werden.

Gemäß der Erfindung ist bei der Sprengvorrichtung der angegebenen Art mindestens einer der beiden elektrischen Leitungsdrähte isoliert durch einen gasdichten Verschluß der Trennscheibe hin-' durchgeführt, wobei das freie Ende dieses Drahtes eine ausreichende Länge aufweist," um durch die Wandung des Entladungskopfes hilldurchgeführt zu werden.

Wenn« das dem Entladungsende gegenüberliegende Ende der Vorrichtung ebenfalls mit Gewinde versehen ist, wird dieses Ende durch einen aufgeschraubten Verschlußteil verschlossen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bohrung des Behälterteiles an dem die Trennscheibe tragenden Ende ausreichend, daß die Ladung der gaserzeugenden Masse in fertig gepackter Form eingeführt werden kann. Dies war bisher nicht möglich, da beide Enden des Behälterteiles im Durchmesser wesentlich Terringert waren. Die Trennscheibe, die vorzugsweise aus Stahl besteht, weist vorzugsweise in ihrem Mittelpunkt ein Loch auf, und an einer Seite derselben ist eine Metallmuffe vorgesehen, durch die mindestens einer der isolierten elektrischen Leitungsdrähte hindurchgeführt werden kann, der in der Muffe durch einen Stopfen aus Verschlußmaterial gehalten wird. Gewünschtenfalls kann einer der isolierten Leiter mit der Muffe selbst verbunden werden, da die Muffe durch die Trennscheibe mit dem Metallkörper der Sprengvorrichtung in elektrischer Verbindung· steht.

Die Scheibe nimmt mindestens den einen isolierten elektrischen Leitungsdraht eines elektrisch zu betätigenden örtlichen Erhitzungselementes auf, der durch die Scheibe hinduTchgeführt ist, wobei jedoch der gasdichte Verschluß nicht gestört wird. Das freie Ende des isolierten Leitungsdrahtes ist mindestens so lang, daß es durch die Wandung des Entladungskopfes hindurchgeführt werden kann. Wenn das freie Ende des Behälters ebenfalls mit Gewinde versehen ist, wird auf dieses ein entsprechender Verschlußteil aufgeschraubt.

Vorzugsweise ist der innere Durchmesser des Behälterteiles an dem Ende, an dem sich die Trennscheibe befindet, ausreichend groß, um eine fertig gepackte Ladung- der gaserzeugenden Masse einführen zu können.

Es ist weiterhin wünschenswert, daß die Trennscheibe aus Stahl besteht und diese vorzugsweise in ihrem Mittelpunkt mit einem Loch versehen ist. An dieser Bohrung ist an einer Seite der Scheibe eine Metallmuffe fest angebracht, deren Bohrung mit der Bohrung in der Scheibe übereinstimmt, so daß der eine isolierte elektrische Leitungsdraht durch die Bohrung der Scheibe und die Muffe hin- iao durchgeführt werden kann, wobei die Bohrung der Muffe mit einem gasdichten Verschlußmaterial ausgefüllt ist.

. Bei Anwendung der den Gegenstand der Erfindung bildenden Sprengvorrichtung ist es unmög-Hch, daß der Sprengmeister das örtliche Er-

hitzungselement in das Rohr einsetzt, ohne daß gleichzeitig die Trennscheibe eingesetzt wird. Weiterhin ist es hierbei unmöglich, daß der Sprengmeister nicht die Abwesenheit einer Ladung der S flammenfreien gaserzeugenden Masse feststellt, wenn er das örtliche Erhitzungselement einsetzt. Bei einer fertig gepackten Ladung ist diese vorzugsweise mit einer Ausnehmung oder Bohrung versehen, in die das örtliche Erhitzungselement ίο paßt. Es ist vorteilhaft, ein solches örtliches Er-'hitzungselement anzuwenden, das selbst nicht in der Lage ist, schlagende Wetter zu zünden, wenn der elektrische Stromkreis geschlossen wird, so daß, selbst wenn eine unvollkommene Abdichtung der Trennscheibe vorliegen sollte, dies keine Schlagwetiterzündung zur Folge hat. Wenn ein örtliches Erhitzungselement dieser Art angewandt wird, kann es durch zufällige Betätigung desselben außerhalb der beschriebenen Vorrichtung, beiao spielsweise durch vagabundierende Ströme, nicht zu einer Zündung einer Schlagwetter oder Staub führenden Atmosphäre kommen, so daß die Neuladung der Vorrichtung mit vollkommener Sicherheit unter Tage an dem abzubauenden Kohlenflöz vorgenommen werden kann.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι einen Längsschnitt durch eine Sprengvorrichtung gemäß der Erfindung, und zwar fertig zusammengebaut, und

Fig. 2 zeigt eine Einzelheit der bei Gebrauch berstenden Trennscheibe in einer etwas abgeänderten Ausführungsform. "

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht die Sprengst vorrichtung aus einem rohrförmigen Teil 1 aus eine hohe Zugfestigkeit aufweisendem Stahl, wobei dieses Rohr an jedem Ende auf eine gewisse Länge mit Gewinde versehen ist, und die Endflächen selbst genau senkrecht zur Achse liegen. Die Bohrung dieses Teiles 1 ist auf dem größten Teil ihrer Länge zylindrisch, und an dem einen Ende ist das Rohr etwas zusammengezogen. Eine Verschlußkappe aus Stahl 2 ist auf das Ende 3 aufgeschraubt, welches im Durchmesser geringer ist als der übrige Teil des Rohres, und diese Verschlußkappe trägt eine öse 4. Diese Öse dient dazu, einmal die Vorrichtung aus den Trümmern nach dem Sprengen zu entfernen und im übrigen dazu, einen Erdleitungsdraht 5 anzubringen. Zwischen dem genau ■5° abgeschnittenen unteren Ende 3 des Rohres 1 und . der aufgeschraubten Metallkappe 2 ist eine weiche Kupferscheibe 6 angeordnet, so daß nach dem Festschrauben der Kappe 2 an diesem Ende ein gasdichter Verschluß geschaffen wird. SS Das Rohr 1 enthält eine zylindrisch gepackte Ladung 7 aus einer pulvrigen Masse, die beispielsweise aus 53 'bis 57% Natriumnitrit, 41 bis 44% Ammoniumchlorid und 1 bis 3% Magnesiumoxyd besteht. An dem einen Ende dieser Ladung ist eine •60 Bohrung oder Ausnehmung vorgesehen, die nach dem Entladungsende der Vorrichtung zu gerichtet ist. Der Zweck dieser Bohrung ist der, daß eine elektrisch zu betätigende Heizvorrichtung 8 eingeführt werden kann, die aus einem Kupferrohir besteht, in das eine Heizladung 11 eingepreßt ist, welche aus einer Mischung von Antimon und Kaliumpermanganat besteht. Die Öffnung dieses Rohres ist um einen Stopfen aus einer polymerisierten Chloroprenmasse herum eingezogen, durch die isolierte Leiter 9 und 9' hindurchgeführt sind, welche zu einem elektrischen Zündkopf 10 führen, der derart angeordnet ist, daß bei der Zündung der Zündkopfmasse diese die stark exotherme Reaktion zwischen dem Antimon und dem Kaliumpermanganat einleitet. Die durch das Kupferrohr hindurchtretende Wärme leitet die Zersetzung der Natriumriitrit-AmmoniumchlorM-Magnesiumoxyd-Mischung ein, und diese Zersetzung schreitet rasch durch die ganze Menge der Ladung 7 fort.

Auf das Rohr 1 ist ein Entladungskopf 12 aufgeschraubt, der in Form einer Rohrkappe ausgebildet ist und dessen unteres Ende ein abgesetztes Innengewinde trägt, so daß eine Schulter gebildet wird. Gegen diese Schulter legt sich eine Stahlscheibe 14, welche zerstört wird und birst, wenn sich ein genügend hoher, vorher bestimmter Druck aufgebaut hat, der ausreichend ist, um die gewünschte Sprengwirkung zu bewirken. Diese Scheibe 14 besitzt eine mittlere Bohrung, und an einer Seite derselben ist koaxial eine Kupfermuffe 15 angeschweißt, in die ein Stopfen aus polymerisiertem Chloropren 16 eingepreßt ist. Durch diesen Stopfen sind die elektrisch isolierten Leiter 9 und 9' des elektrischen Heizelementes 8 geführt. Der eine der Leiter 9' ist in der Nähe des Stopfens von der Isolierung befreit und dort abgeschnitten, undr er ist an der Muffe 15 angelötet oder angeschweißt, und der andere isolierte Leiter 9 ragt durch die mittlere Bohrung der Scheibe 14 hindurch und wird auch noch durch eine kleine Bohrung 18 in der oberen Wandung des Entladungskopfes geführt. Er ist mit einem Zündschalter verbunden, der an eine Batterie in einem gewissen Abstand von dem Sprengort angeschlossen ist. Der Zündschalter und die Batterie sind auf der Zeichnung nicht dargestellt. Auf der Fläche der Scheibe 14, an der sich die Muffe 15 befindet, ist eine ringförmige Gurnmischeibe 17 angebracht, und diese Scheibe 17 ermöglicht die Herstellung einer so gasdichten Verbindung wie nur möglich, wenn der Entladungskopf 12 auf das Ende des Behälterteiles 1 aufgeschraubt wird. Die Auslaßöffnungen 13, welche von· dem Inneren des Entladungskopfes 12 nach außen führen, sind unter einem solchen Winkel geneigt angeordnet, daß die Reaktion des Gasaustrittes aus dem Inneren des Entladungskopfes von diesem weg gerichtet ist und sich nach dem offenen Ende des Bohrloches hin auswirkt. Es ist selbstverständlich, daß der Entladungskopf der Vorrichtung nach vorn in das Bohrloch eingeführt wird. Das Gewicht der iso. Ladung 7 ist ausreichend, um einen Gasdruck zu erzeugen, der größer ist als der Druck, unter dem die Scheibe 14 zerstört wird.

Beim Zusammenbau der Vorrichtung wird zunächst die Verschlußkappe 2 gegen die Scheibe 6 aus weichem Kupfer fest angeschraubt, so daß das

untere schmalere Ende des Behälter teiles ι gasdicht verschlossen ist, bevor es in die Hände des Schießmeisters kommt. Dieser bekommt einen vollkommenen Satz der Einzelteile der Vorrichtung, und zwar die Trennscheibe 14 mit der Muffe 15 und der weichen Unterlagscheibe 17, an der die Leiter 9 und 9' und die elektrische Heizvorrichtung 8 angebracht ist. Der isolierte Leiter 9 erstreckt sich auf eine große Länge über die Oberfläche der Scheibe 14 hinaus und wird zweckmäßig entsprechend aufgewickelt. Der Schießmeister bringt zunächst eine Ausnehmung an dem einen Ende der Packung an, die die Ladung 7 enthält, und führt die Heizvorrichtung 8 in diese Ausnehmung ein. Er schiebt dann die Packung in den Behälterteil 1 und legt die mit der Unterlagscheibe 17 versehene Fläche der Scheibe 14 auf die ringförmige Endfläche des Behälterteiles 1. Die den Leitungsdraht 9 enthaltende Wicklung wird auf-

ao gewickelt, und das freie Ende dieses Drahtes wird durch das Loch 18 am Ende des Entladungskopfes 12 geführt, so daß _ der Draht nach außen ragt. Dann wird der Entladungskopf 12 auf das an dem Behälterende 1 vorgesehene Gewinde aufgeschraubt,

as und zwar so lange, bis eine gasdichte Verbindung mit der Trennscheibe 14 geschaffen ist. Ein Teil der Länge des isolierten Drahtes 9 außerhalb der Bohrung wird zurückgebogen, iso daß er an der Vorrichtung entlang gelegt werden kann und am Ende

des Bohrloches mit dem Zündschalter verbunden werden kann. Einige Windungen eines von' der Isolierung befreiten Drahtes werden um das Auge 4 des Verschlüßteiles 2 herumgewickelt, so daß dieser Draht mit der Erde verbunden werden kann.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Scheibe haben die Bezugszeichen 9, 9', 14, 15 und 17 die gleiche Bedeutung wie bei Fig. 1, jedoch ist hierbei der Stopfen 16 aus polymerisiertem Neopren durch einen Stopfen. 19 aus einem

schmelzbaren Metall ersetzt, das um das offene Ende der Muffe herumgegossen' ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche::

   i. Sprengvorrichtung, bestehend¹ aus einem rohrförmigen Behälterteil, der zur Aufnahme der Ladung dient und der an dem einen Ende mit Gewinde versehen ist, das in den mit einem entsprechenden Gewinde .ausgestatteten Entladungskopf eingeschraubt ist, wobei zwischen diesen beiden Teilen eine Trennscheibe vorgesehen ist, die bei einem bestimmten Druck zerstört wird und birst, so daß zwischen Behaiterteil und Entladekopf ein gasdichter Verschluß geschaffen wird und in diesem Behälter sich ein entsprechender Druck aufbauen kann, wenn die sich flammenfrei exotherm zersetzende gaserzeugende Ladung durch ein entsprechendes elektrisch zu betätigendes Heizelement gezündet wird, die dann die Zersetzung der Ladung zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden elektrischen Leitungsdrähte isoliert durch einen gasdichten Verschluß der Trennscheibe ihrndiurchgeführt ist, wobei das freie Ende dieses- Drahtes eine ausreichende Länge aufweist, um durch die Wandung des Entladungskopfes hiindurdhgeführt zu •werden.
2. 2. Sprengvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Trennscheibe etwa dem äußeren Durchmesser 7» des Behälterteiles an dem mit Schraubgewinde versehenen Ende entspricht und dessen innerer Durchmesser ausreichend groß ist, um die Ladung der gaserzeugenden Masse in fertig gepackter Form einführen zu können.
3. 3. Sprengvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe aus Stahl besteht und mit einer Bohrung oder einem Loch versehen ist, twobei an einer Seite der Scheibe eine Metall-.muffe fest angebracht ist,· deren Bohrung mit der Bohrung der Scheibe übereinstimmt und daß durch diese Bohrungen der elektrische Leitungsdraht durchgeführt ist, der in der Muffe durch einen Stopfen aus Isoliermaterial gasdicht befestigt ist.
4. 4. Sprengvorrichtung nach Anspruch 3, .dadurch gekennzeichnet, daß der andere isolierte Draht als Erdleiter mit der Muffe elektrisch leitend verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Q 509 702 4.56