ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК F42B3/12 

Изобретение относится к области электрических средств инициирования и может быть использовано при разработке конструкций электровоспламенителей, пиропатронов, капсюльных и электрокапсюльных втулок.

Известно электровоспламенительное устройство [1], являющееся аналогом настоящего изобретения, содержащего корпус, в котором размещены: инициирующий узел с выводными проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, и пиротехнический заряд с герметизирующим донышком.

К недостаткам вышеприведенной конструкции электровоспламенительного устройства следует отнести следующее:
- после срабатывания продукты сгорания зашлаковывают изолятор с проводниками, что приводит к закорачиванию электрических цепей и разрядке бортовых источников питания;
- высокое давление продуктов сгорания пиротехнического заряда непосредственно воздействует на электровоспламенительный узел, что приводит к его разрушению и прорыву высокотемпературных продуктов сгорания в полость электрического разъема, следствием чего являются отказы в работе отсеков ракет, в частности ракетных двигателей.

В значительной мере эти недостатки устраняет известная конструкция электровоспламенительного устройства [2] , являющаяся ближайшим аналогом предлагаемого устройства.

Это электровоспламенительное устройство содержит корпус, в котором размещены: инициирующий узел с проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, пиротехнический заряд с герметизирующим донышком, обтюрирующий конус, размещенный в ответной конической полости корпуса. 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 цилиндроконической формы.

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

К недостаткам описанного выше электровоспламенительного устройства относятся:
- отсутствие надежной защиты от несанкционированного срабатывания от зарядов статического электричества, т. к. их разряд происходит между мостиками накаливания и корпусом через инициирующий заряд;
- высокая трудоемкость изготовления электровоспламенительных устройств различных мощностей (разных по массе пиротехнических зарядов, обуславливающих их различные габаритные размеры). При этом для обеспечения поджатия всех деталей и узлов резьбовой форсажной втулкой для различных мощностей требуются различные по конструкции (размерам) резьбовые втулки и колпачки под пиротехнический заряд, что ведет к разунификации и повышает трудоемкость изготовления как самого электровоспламенительного устройства, так и ответных гнезд использующего их объекта.

Кроме того, наличие в месте расположения пиротехнического заряда в корпусе внутренней (для ввинчивания резьбовой форсажной втулки) и наружной (для ввинчивания устройства в объект) резьбы значительно снижает прочность корпуса малогабаритного электровоспламенительного устройства при срабатывании. А это в свою очередь ограничивает мощностные характеристики и применяемость устройства в объектах.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости изготовления электровоспламенительного устройства (ЭВУ) с различными наборами мощностей по величинам давлений, развиваемых в замкнутых объемах с обеспечением защиты его от зарядов статического электричества.

Согласно предлагаемому изобретению поставленная техническая задача решается тем, что известное ЭВУ, содержащее корпус с размещенными в нем: инициирующим узлом с выводными проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, пиротехнический заряд с герметизирующим донышком, обтюрирующий узел и компенсирующую шайбу, снабжено электроискровым разрядником в виде лимитированного зазора между выводными проводниками и корпусом, обеспечиваемого изолирующими втулками, надетыми на штыри контактной вилки и размещенными в соответствующих сквозных отверстиях дна корпуса, перекрытых герметизирующей пробкой; при этом пиротехнический заряд размещен в цилиндрическом колпачке с радиальными отбортовками и закреплен в нем со стороны герметизирующего донышка фиксирующей втулкой из полимеризующегося материала с обеспечением размещения переменной массы пиротехнического заряда, причем колпачок в свою очередь зафиксирован развальцованным буртиком дульца корпуса и загерметизирован тем же полимеризующимся материалом.

Предлагаемая конструкция ЭВУ показана на чертежах, где на фиг.1 - приведен общий вид ЭВУ в разрезе с максимальной массой пиротехнического заряда в колпачке, на фиг.2 - вид узла пиротехнического заряда меньшей массы.

ЭВУ содержит корпус 1, в котором последовательно установлены: инициирующий узел с выводными проводниками в виде штырей 2, образующих контактную вилку, в изоляторе 3, мостиками накаливания 4 и инициирующим зарядом 5, компенсирующую шайбу 6, обтюрирующее устройство, состоящее из резьбовой втулки 7 и свободно вставленного в нее медного конуса 8, пиротехнический заряд 9 с герметизирующим донышком 10, размещенный в цилиндрическом колпачке 11 с радиальными отбортовками 12 и закрепленный в нем со стороны герметизирущего донышка фиксирующей втулкой 13 из полимеризующегося материала, например компаунда. Причем колпачок зафиксирован в корпусе развальцованным буртиком 14 дульца 15 корпуса и загерметизирован тем же полимеризующимся материалом, что и идущий на изготовление фиксирующей втулки 13. Причем электроискровой разрядник образован лимитированным зазором 16 между штырями 2 контактной вилки и корпусом, обеспечиваемым одетыми на штыри изолирующими втулками 17, размещенными в сквозных отверстиях донышка 18 корпуса и закрытых герметизирующей пробкой 19.

Работа описанного выше ЭВУ заключается в следующем. При подаче через выводные проводники импульса тока выделенное на мостиках накаливания тепло обеспечивает срабатывание инициирующего заряда 5, продукты сгорания которого сдвигают медный конус 8 и воспламеняют пиротехнический заряд 9, продукты сгорания которого в свою очередь обеспечивают создание давления в объекте. Обратным давлением газов медный конус заклинивается в посадочном месте резьбовой втулки 7, исключая воздействие продуктов сгорания пиротехнического заряда 9 на инициирующий узел, исключая их прорыв внутрь контактной вилки и зашлаковывание (закорачивание) мостиков накаливания 4.

При этом при попадании на корпус или выводные проводники зарядов статического электричества происходит их разряд через специально созданный электроискровой разрядник в виде лимитированного зазора 16 между наружной поверхностью штырей 2 контактной вилки и корпусом. Зазор выдерживается за счет толщины стенок изолирующих втулок 17, одетых на штыри и размещенных в сквозных отверстиях донышка 18 корпуса ЭВУ. Полости зазоров герметизируются пробкой 19. Этим конструктивно с относительно малой трудоемкостью обеспечивается стабильность порога разряда статического электричества по мере его накопления на поверхностях выводных проводников и корпуса, минуя разряд через инициирующий заряд между мостиками накаливания и корпусом.

Как показали экспериментальные проверки, достигается безопасность изделий при воздействии статического электричества, максимально накапливаемой человеком, до уровня напряжения в 25 киловольт при емкости в 200 пФ.

Размещение пиротехнического заряда в автономном цилиндрическом колпачке 11 с радиальными отбортовками 12 позволяет унифицированно изготавливать различные по массе заряды, которые закрепляются в едином по габаритам корпусе ЭВУ. Этому же способствует и крепление пиротехнического заряда различных масс и габаритов фиксирующей втулкой 13 из полимеризующегося материала, создающей надежный упор заряда через герметизирующее донышко 10. При этом исключается влияние полимеризующегося материала на структуру и баллистические характеристики заряда тем, что герметизирующее донышко 10 препятствует его смачиванию как при образовании фиксирующей втулки 13, так и при герметизации тем же материалом стыков между завальцовкой буртика 14 дульца 15 корпуса.

Кроме того, устранение внутренней резьбы в опасном сечении корпуса в зоне размещения пиротехнического заряда позволяет достаточно упрочнить корпус ЭВУ. Что особенно важно для малогабаритных конструкций.

Единый габарит ЭВУ различных мощностей позволяет использовать их в одинаковых унифицированных посадочных местах в различных объектах.

Использование одних и тех же деталей при изготовлении различных вариантов ЭВУ дает полную унификацию инструмента технологического и снаряжательного, что существенно снижает трудоемкость изготовления изделий и его безопасность при снаряжении.

Предложенная конструкция ЭВУ прошла испытания на базе специализированного предприятия заявителя с положительными результатами.

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

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

Изобретение относится к области электрических средств инициирования. Электровоспламенительное устройство содержит корпус с размещенными в нем инициирующим узлом с выводными проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, пиротехнический заряд с герметизирующим донышком, обтюрирующий узел и компенсирующую шайбу. Устройство снабжено электроискровым разрядником в виде лимитированного зазора между выводными проводниками и корпусом, обеспечиваемого изолирующими втулками, надетыми на штыри контактной вилки и размещенными в соответствующих сквозных отверстиях дна корпуса, перекрытых герметизирующей пробкой. При этом пиротехнический заряд размещен в цилиндрическом колпачке с радиальными отбортовками и закреплен в нем со стороны герметизирующего донышка фиксирующей втулкой из полимеризующегося материала. Изобретение позволяет снизить трудоемкость изготовления электровоспламенительных устройств с различным набором мощностей по величинам давления и обеспечить их защиту от зарядов статического электричества. 2 ил.

Электровоспламенительное устройство, содержащее корпус с размещенными в нем инициирующим узлом с выводными проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, пиротехнический заряд с герметизирующим донышком, обтюрирующий узел и компенсирующую шайбу, отличающееся тем, что оно снабжено электроискровым разрядником в виде лимитированного зазора между выводными проводниками и корпусом, обеспечиваемого изолирующими втулками, надетыми на штыри контактной вилки и размещенными в соответствующих сквозных отверстиях дна корпуса, перекрытых герметизирующей пробкой, при этом пиротехнический заряд размещен в цилиндрическом колпачке с радиальными отбортовками и закреплен в нем со стороны герметизирующего донышка фиксирующей втулкой из полимеризующегося материала с обеспечением размещения переменной массы пиротехнического заряда, а колпачок зафиксирован развальцованным буртиком дульца корпуса и загерметизирован тем же полимеризующимся материалом.