ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2002 года по МПК F42B3/12 F42C19/12 

Изобретение относится к области электрических средств инициирования, применяющихся для воспламенения пороховых зарядов и различных топлив в ракетных системах.

Известны конструкции и применение электровоспламенительных устройств [1] , где дано описание электровоспламенительного устройства фирмы "Хайшиар Корпорейшен" (аналог), состоящего из корпуса, в котором размещен инициирующий узел с проводниками, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, и пиротехнический заряд, закрытый колпачком.

Основными недостатками вышеприведенной конструкции электровоспламенительного устройства являются:
- замыкание электрических цепей и разрядка бортовых источников питания ракет, что обуславливается наличием токопроводящих шлаков между проводниками при сгорании пиротехнического заряда;
- воздействие высокого давления продуктов сгорания пиротехнического заряда на инициирующий узел, что приводит к его разрушению и прорыву рабочего газа в сторону электрического разъема и, вследствие этого, к возникновению аварийных ситуаций в виде отказов в запуске ракет.

В значительной мере эти недостатки исключает конструкция известного электровоспламенительного устройства [2] , являющегося ближайшим аналогом предлагаемого устройства.

Это электровоспламенительное устройство содержит корпус, в котором размещены: инициирующий узел с проводниками, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, обтюрирующий конус, размещенный в ответном коническом отверстии корпуса, и компенсирующий диск из диэлектрика, перекрывающий вход в коническую полость, где установлен обтюрирующий конус. При этом обтюрирующий конус свободно перемещается в конической полости корпуса и опирается своим основанием на решетку со сквозным центральным и периферийным каналами. В дульце корпуса вмонтирована на резьбе форсажная втулка с раструбом цилиндрической формы.

Анализ конструкции описанного известного электровоспламенительного устройства показывает, что оно:
- предотвращает попадание электропроводных шлаков на проводники инициирующего узла и обеспечивает автоматическое размыкание электроцепей электровоспламенительного устройства после срабатывания,
- предохраняет инициирующий узел от воздействия высокого давления продуктов горения пиротехнического заряда.

К недостаткам описанного выше электровоспламенительного устройства относятся:
- сложность выполнения посадочного места под обтюрирующий конус в корпусной детали,
- возможность разрушения инициирующего узла при эксплуатации изделия в условиях попеременного термостатирования от минус 50^oС до +50^oС.

Объясняется это тем, что инициирующий узел обычно изготавливается из пластмассы, коэффициент температурного расширения которой значительно отличается от коэффициента температурного расширения обтюрирующего узла, материалом которого является металл, например латунь. Попеременное термостатирование двух узлов приводит к разрушению менее прочного инициирующего узла.

Кроме того, описанное устройство не обеспечивает надежной защиты от несанкционированного срабатывания от зарядов статического электричества, т.к. их разряд происходит между мостиками накаливания и корпусом через инициирующий заряд.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы электровоспламенительного устройства в условиях воздействия переменных температур и защита от зарядов статического электричества.

Согласно предлагаемому изобретению поставленная задача достигается тем, что в электровоспламенительном устройстве, содержащем корпус, в котором размещены: инициирующий узел с проводниками, размещенными в изоляторе, мостики накаливания, инициирующий заряд, обтюрирующий узел, пиротехнический заряд и компенсирующая шайба:
- обтюрирующий узел выполнен в виде цилиндра с размещенным в нем обтюрирующим конусом и наружным уплотнительным кольцом, установленным в проточке на боковой поверхности цилиндра, при этом цилиндр установлен во внутренней расточке корпуса с возможностью осевого перемещения, а компенсирующая шайба выполнена из упругого материла толщиной, равной 2÷5 величинам зазора между уступом внутренней расточки корпуса и обтюрирующим узлом;
- инициирующий узел снабжен электроискровым разрядником, выполненным в виде лимитированного зазора в изоляторе между проводниками и корпусом, определяемого величиной необходимого напряжения разряда статического электричества.

На чертеже показана принципиальная конструкция предлагаемого электровоспламенительного устройства, содержащего корпус 1, в котором размещены:
- инициирующий узел с проводниками 2, размещенными в изоляторе 3, мостиками накаливания 4 и инициирующим зарядом 5, а в изоляторе между проводниками и корпусом образован электроискровой разрядник в виде лимитированного зазора 6;
- обтюрирующий узел в виде цилиндра 7 с подвижным относительно него обтюрирующим конусом 8 и наружным уплотнительным кольцом 9, установленным в проточке боковой поверхности цилиндра, при этом обтюрирующий узел установлен в расточке 10 корпуса, ограниченной уступом 11;
- компенсирующую шайбу 12;
- пиротехнический заряд 13, поджатый завальцовкой дульца 14 корпуса.

Работа описанного выше электровоспламенительного устройства заключается в следующем.

При подаче через проводники 2 импульса тока выделенное на мостиках накаливания 4 тепло обеспечивает срабатывание инициирующего заряда 5, продукты сгорания которого сдвигают обтюрирующий конус 8 и воспламеняют пиротехнический заряд 13, тепловой импульс которого в свою очередь поджигает пороховой заряд ракетного двигателя. Обратным давлением газов обтюрирующий конус заклинивается в цилиндре 7, который в свою очередь под действием этого давления перемещается как поршень до упора в уступ 11 расточки 10 корпуса 1, сжимая при этом компенсирующую шайбу 12. При эксплуатации изделия в условиях попеременного термостатирования компенсирующая шайба из упругого материала компенсирует линейные расширения инициирующего и обтюрирующего узлов, изготовленных из материалов с различным коэффициентом температурного расширения. При этом экспериментально установлено, что наилучшие результаты по обтюрации обеспечиваются при соотношении толщины компенсирующей шайбы к величине перемещения обтюрирующего узла, равном 2÷5. Толщину упругой шайбы предпочтительно выбирать в пределах 1÷5 мм. При этом компенсирующая шайба должна быть поджата завальцовкой дульца 14 корпуса на величину, большую величины температурного расширения инициирующего узла, что достигается расчетом размерных цепей конструкции электровоспламенительного устройства.

Таким образом обеспечивается надежность работы электровоспламенительного устройства в условиях воздействия переменных температур эксплуатации.

Кроме того, при попадании на корпус 1 или проводники 2 зарядов статического электричества происходит их разряд через электроискровой разрядник в виде лимитированного зазора 6 между проводниками и корпусом. А так как разрядник организован в изоляторе 3 - обеспечивается исключение срабатывания инициирующего заряда и тем самым повышается безопасность эксплуатации взрывоопасного устройства. Как показали экспериментальные проверки достигается безопасность изделий при воздействии статического электричества до уровня в 25 киловольт.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Книга О.К.Брауэра "Handbook of Pyrotechnics", N. V. 1974 (ч. 2, глава 3, раздела А "Электрические средства инициирования", с. 42, рис. 3.1) - аналог.

2. Патент РФ 2088886, кл. F 42 B 3/12 с приоритетом 19.07.93 г. - прототип.

Изобретение относится к электрическим средствам инициирования, применяющимся для воспламенения пороховых зарядов и различных топлив в ракетных системах. Электровоспламенительное устройство содержит корпус, инициирующий узел с проводниками, размещенными в изоляторе, мостики накаливания, инициирующий заряд, обтюрирующий узел, пиротехнический заряд и компенсирующую шайбу. Обтюрирующий узел выполнен в виде цилиндра с размещенным в нем обтюрирующим конусом и наружным уплотнительным кольцом, установленным в проточке боковой поверхности цилиндра. Цилиндр установлен во внутренней расточке корпуса с возможностью осевого перемещения. Компенсирующая шайба выполнена из упругого материала толщиной, равной 2-5 величинам зазора между уступом внутренней расточки корпуса и обтюрирующим узлом. Инициирующий узел снабжен электроискровым разрядником, выполненным в виде лимитированного зазора в изоляторе между проводниками и корпусом, определяемого величиной необходимого напряжения разряда статического электричества. Изобретение обеспечивает надежность работы устройства в условиях воздействия переменных температур. 1 ил.

Электровоспламенительное устройство, содержащее корпус, инициирующий узел с проводниками, размещенными в изоляторе, мостики накаливания, инициирующий заряд, обтюрирующий узел, пиротехнический заряд и компенсирующую шайбу, отличающееся тем, что обтюрирующий узел выполнен в виде цилиндра с размещенным в нем обтюрирующим конусом и наружным уплотнительным кольцом, установленным в проточке боковой поверхности цилиндра, при этом цилиндр установлен во внутренней расточке корпуса с возможностью осевого перемещения, а компенсирующая шайба выполнена из упругого материала толщиной, равной 2-5 величинам зазора между уступом внутренней расточки корпуса и обтюрирующим узлом, причем инициирующий узел снабжен электроискровым разрядником, выполненным в виде лимитированного зазора в изоляторе между проводниками и корпусом, определяемого величиной необходимого напряжения разряда статического электричества.