ЭЛЕКТРОИНИЦИАТОР Российский патент 1998 года по МПК F42B3/12 

Изобретение относится к электрическим средствам инициирования и может быть использовано в средствах воспламенения к патронам стрелкового оружия, боеприпасам оружия самообороны, патронам малокалиберной артиллерии, взрывных боеприпасов, а также и в аналогичных изделиях гражданской техники.

Известен электрический инициатор ЭВ-Ш-4, черт. ЛД 34.323.004, инв. 11322 и способ его изготовления, выполненный на плате из гибкого фольгированного материала, при этом контактные площадки соединенные мостиком накаливания, размещены на одной из сторон платы.

Недостатком такой конструкции является низкая механическая прочность, невозможность точного дозирования заряда взрывчатого вещества (ВВ).

Перечисленные недостатки устранены в конструкции втулки электровоспламенительной ЭКВ-23А, черт. ЛД 34.342.022, инв. N 12134.

Данный электровоспламенитель выполнен в виде диска из фольгированного диэлектрика с центральным отверстием, в котором размещен мостик накаливания, припаянный к двум противоположным плоскостям диска, и заряд ВВ, запрессованный с одновременной подачей ступенчатого давления на диск и на навеску ВВ в отверстие диска. Недостатком такой конструкции является низкая технологичность изделия за счет сложного процесса пайки мостика. Также наличие сквозного центрального отверстия достаточно большого диаметра в электровоспламенителе существенно уменьшает его прочность. Это приводит к невозможности использования таких изделий в скорострельных артиллерийских системах повышенной эффективности, где в канале ствола развивается давление более 3500 МПа (3500 кгс/см²).

Кроме того, в конструкции таких электровоспламенителей наблюдается большой разброс по сопротивлению мостика накаливания за счет отклонений в толщине диэлектрика и неопределенности местоположения точек пайки.

Перечисленные недостатки частично устранены в конструкции электрического средства инициирования по пат. США N 3682096, кл. F 42 В 3/12 мки 102-21. Эта конструкция наиболее близка к предлагаемому техническому решению и принимается за прототип. Электрическое средство инициирования по пат. США N 3682096 содержит корпус c размещенным в нем зарядом ВВ и электровоспламенительным узлом из фольгированного диэлектрика с двумя концентрическими электродами, соединенными мостиком накаливания. Наружный электрод соединен с корпусом посредством прижимаемой втулки; а внутренний электрод выведен через металлизированное отверстие на обратную сторону электровоспламенительного узла и поджат к центральному контакту. Мостик припаивается, приваривается или химически осаждается между электродами.

Прототип имеет следующие недостатки.

1. Большие переходные сопротивления в цепи подрыва. Они возникают из-за наличия нескольких "холодных" (прижимных) контактов внутри изделия. Это приводит к появлению отказов изделий после длительного хранения из-за окисления прижимных контактов, а также к невозможности создания изделий высокой чувствительности вследствие потери части электрической энергии.

2. Низкая механическая прочность изделия, а также выполнение его внутреннего электрода в виде эксцентрично расположенного сегмента приводит к необходимости введения дополнительного центрального контакта, что усложняет конструкцию изделия и существенно увеличивает его габариты.

Цель изобретения - повышение надежности действия электроинициатора за счет упрощения конструкции и исключения "холодных" прижимных контактов, а также повышение прочности конструкции при одновременном снижении габаритных размеров изделия за счет выбора оптимальных соотношений размеров входящих в конструкцию деталей.

Цель достигнута тем, что по сравнению с прототипом предлагаемая конструкция имеет меньшее количество деталей (центральный контакт является частью воспламенительного узла, отсутствует прижимной содержатель) и только паяные электрические соединения, что обеспечивает уменьшение переходного сопротивления в 15-20 раз. Это позволяет создать высокочувствительные изделия, срабатывающие от тока около 120 мА, тогда как изделие-прототип срабатывает от тока 300-500 мА. Также паяные контакты не подвержены коррозии, что позволяет повысить надежность срабатывания изделия после длительного хранения. Кроме того, диаметр предлагаемого изделия составляет около 5 мм при обеспечении всех требований по прочности конструкции, предлагаемых к электровоспламенителям для боеприпасов мелкокалиберной артиллерии (диаметр изделия-прототипа составляет около 10 мм). Безотказная работа электроинициатора при повышенных нагрузках в условиях артиллерийских выстрелов малых калибров достигнута тем, что экспериментально подобрано оптимальное соотношение толщины платы из фольгированного стеклотекстолита электровоспламенительного узла (h₁) и высоты заряда ВВ (h₂), а также диаметр токопровода (d). Эксперименты показали, что величина этого соотношения для предлагаемого элекроинициатора должна составить h₁/h₂ = 0,25-0,8. При меньшей толщине платы происходит ее разрушение от воздействия взрыва заряда ВВ, большая толщина платы нерациональна с точки зрения увеличения габаритов изделия, а также технологических трудностей при изготовлении электровоспламенительного узла (более толстый текстолит плохо рубится штампом, и возникающие нагрузки при вырубке приводят к его деформации).

Для обеспечения герметичности электроинициатора и предотвращения его разрушения при давлениях, развиваемых при выстреле, диаметр центрального контакта должен быть как можно меньше, но по технологическим соображениям, а также из условий надежного подключения электроинициатора при его боевом использовании его диаметр должен быть большим. В процессе работы над конструкцией электроинициатора подобрано соотношение между толщиной платы электровоспламенительного узла (h₁) и диаметром токопровода (d). Оно составляет h₁/d = 0,5-1,0.

Повышение механической прочности и надежной герметизации электроинициатора достигнуто также тем, что соединение кольцевого контакта с корпусом выполнено не механическим прижимом, а легкоплавким припоем или токопроводящим клеем и расположено по наружному диаметру токопровода. При нагреве в специальной печи происходит оплавление легкоплавкого припоя типа ПОСК 50-18 или сплава Розе и образуется надежный герметизирующе-контактирующий шов без нарушения пайки мостика (при пайке мостика используется припой слово-свинец типа ПОС-61).

На чертеже дана конструкция предлагаемого изобретения.

Электровоспламенительный узел 1 выполнен из фольгированного стеклотекстолита и имеет кольцевой контакт с внутренней поверхности 3 и наружной поверхности 10 и центральный контакт 4, расположенный по оси изделия. Контактные площадки, соединенные мостиком накаливания 5, размещены на поверхности 3 и контакте 4 на одной стороне платы.

Электровоспламенительный узел 1 расположен в корпусе 7, в который помещен заряд ВВ 8, плотно прилегающий к мостику накаливания 5. Электрическое соединение кольцевого контакта и корпуса осуществляется швом из легкоплавкого или токопроводящего клея, нанесенного по всей поверхности стыка наружной поверхности 10 и корпуса 7. Центральный контакт 4 через токопровод 6 соединен с наружным контактом 9. Внутренняя поверхность 3 и наружная поверхность 10 кольцевого контакта соединены токопроводом 11. Токопровод 6 и наружный контакт 9 покрыты сплавом олово-свинец, а центральный контакт 4 полностью выполнен из этого сплава, что обеспечивает высокую технологичность их группового изготовления, а также крайне малую величину переходного сопротивления при боевом использовании электроинициатора, так как контактирование в объекте применения осуществляется путем врезания острого закаленного контактного жала в токопровод.

При прохождении электрического тока мостик накаливания нагревается, вызывая тем самым воспламенение заряда ВВ электроинициатора. Продукты взрывчатого разложения заряда ВВ воспламеняют пороховой заряд артиллерийского выстрела или совершают механическую работу.

По сравнению с прототипом данная конструкция обладает следующими преимуществами:
1) большей чувствительностью к электрическому импульсу за счет снижения переходных сопротивлений в цели подрыва;
2) большей механической прочностью при сохранении малых габаритов;
3) лучшими условиями подключения при боевом применении за счет врезания контакта стреляющего механизма пушки в токопровод.

В настоящее время предлагаемое техническое решение прошло опытно-конструкторскую проработку и совокупностью признаков, отраженных в формуле изобретения, позволило достичь положительного эффекта, указанного в описании.

Использование: электрические средства инициирования. Сущность: в электроинициаторе, содержащем токопроводящий корпус с размещенными в нем зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и электровоспламенительным узлом из фольгированного стеклотекстолита с двумя концентрическими электродами, один из которых соединен с корпусом, а второй выведен через токопровод наружу по оси изделия, и мостиком между электродами, соединение электрода с корпусом выполнено из легкоплавкого припоя, а толщина электровоспламенительного узла составляет 0,25-0,8 высоты заряда ВВ. Диаметр токопровода составляет 0,5-1,0 толщины электровоспламенительного узла. 1 ил.

Электроинициатор, содержащий токопроводящий корпус с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества и электровоспламенительным узлом из фольгированного стеклотекстолита с двумя концентрическими электродами, один из которых соединен с корпусом, а другой выведен через токопровод наружу по оси изделия, и мостиком между электродами, отличающийся тем, что соединение электрода с корпусом выполнено из легкоплавкого припоя, а толщина электровоспламенительного узла составляет 0,25 0,8 высоты заряда взрывчатого вещества и диаметр токопровода составляет 0,5 1,0 толщины электровоспламенительного узла.