Ценные свойства, заложенные в этой идее, были в значительной степени затушеваны недостатками первых конструктивных решений, имевших склонность к преждевременным взрывам. К этому еще необходимо добавить низкую эффективность стрельбы сферическими шрапнельными снарядами: интенсивные исследования, проведенные в 1819 и 1852 годах, показали что 17 % и 22 % выстрелов соответственно оканчивались неудачей. Изначально посчитали, что это связано с положением запала в сочетании с воздействием воздуха в момент выстрела; в некоторых случаях это связывали со слабостью стенок снаряда, не выдерживающих давления пороховых газов при выстреле. В 1850 году полковник Боксер предложил свой запал и увеличил толщину стенок снаряда. Но и это не решило проблемы. Основные причины неудачных выстрелов связывали с тем, что:
1. Запал при выстреле выталкивался весом пуль в снаряде, вызывая попадание вспышки пороха (МВВ) на взрывной заряд.
2. Трение снаряда вызывало достаточный нагрев, чтобы взорвать заряд.
Было предпринято две попытки исправить положение: покрытие внутренней поверхности снаряда цементом (чтобы снизить трение) и закрепление начинки снаряда (сферических пуль) смолой, серой, гипсом и другими материалами. Кроме того, уменьшили взрывной заряд. Ничто из этого не помогло.
Были проведены дополнительные эксперименты, с целью выяснить, наконец, причины этих преждевременных взрывов. Эксперименты 1852, 1853 и 1854 годов показали, что первопричиной проблем было взаимодействие пороха и пуль. В 1852 году полковник Боксер предложил отделить пули от пороха диафрагмой. Эксперименты со снарядами такой конструкции прошли очень успешно, и 1 октября 1853 года Комитет по техническому перевооружению артиллерии рекомендовал их расширенное производство с целью их внедрения. Диафрагма Боксера, предварительно утвержденная 23 марта 1854 года, отделяла порох от пуль цилиндрическим жестяным стаканом, вставляемым в отверстие под детонатор. Такие модернизированные снаряды назывались «Усовершенствованные снаряды Шрапнеля» (Improved shrapnel shell). Снаряды с диафрагмой претерпели еще несколько незначительных изменений и были, опять-таки предварительно, утверждены 29 сентября 1858 года. Окончательно такие снаряды были утверждены 27 сентября 1864 года. Снаряды с диафрагмой изготовлялись для орудий разных калибров от 6-фунтовых до 150-фунтовых, за исключением 10-дюймовых. Ими стреляли из пушек, гаубиц и карронад. Снаряд состоял из тонкого чугунного корпуса, ослабленного четырьмя бороздками вдоль него для облегчения его раскрытия, с утолщением в месте установки диафрагмы, чтобы не допустить его развала на две части, с усилением отверстия детонатора, удерживающего стакан диафрагмы в снарядах для орудий свыше 12 фунтов, для противодействия удару при выстреле. Чугунная диафрагма разделяла снаряд на две неравные части: меньшую верхнюю под порох и нижнюю, большую, под свинцовые пули и сурьму, спрессованную с угольной пылью. Стакан, устанавливаемый через диафрагму, служил и в качестве воронки для засыпки пуль, и как место установки детонатора. Зарядка мелкозернистого пороха проводилась через отверстие загрузки, закрываемое заглушкой. Такие снаряды выпускались либо: