ИНИЦИИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК F42B3/10 F42C19/08 

Изобретение относится к взрывной технике и может использоваться во взрывных схемах в конструкциях взрывных диодов для передачи детонационного импульса в одном направлении, в конструкциях воспламенителей или источниках давления.

Известна конструкция детонирующего устройства (взрывного диода) (пат. США 3430564, приоритет от 03.05.67 г., МПК F 42 B 3/10), представляющая собой корпус из инертного материала, в котором выполнен канал в виде ломаной линии или другой изогнутой конфигурации. Этот канал заполнен взрывчатым веществом (ВВ), имеет участок с сужением и участок с выступом, зауженным по направлению к участку с сужением и контактирующим с ним в точке. Т.о. вышеуказанные участки канала имеют точечный контакт друг с другом.

Распространение детонационного импульса осуществляется по всей длине канала только в одном направлении до участка с сужением, затем беспрепятственно дальше до конца. Если детонационный импульс распространяется в другом направлении, то он доходит до места точечного контакта, и участок с сужением уничтожается. Т.о. детонационный импульс дальше канала не передается.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления и неоптимальность массогабаритных характеристик.

Известен другой взрывной диод (пат. США 3728965, приоритет от 30.06.65 г. , МПК F 42 C 19/08), включающий корпус из инертного материала, в котором выполнены два соосных канала, расположенных относительно друг друга через определенное расстояние (преграду). Каналы содержат ВВ, причем канал, принимающий детонационный импульс через преграду, содержит ВВ, более чувствительное к воздействию ударной волны, а канал передающий - менее чувствительное ВВ.

Передача детонирующего импульса происходит в одном направлении: от канала с менее чувствительным ВВ к каналу с более чувствительным ВВ, но не наоборот.

Недостатком этого устройства является наличие в конструкции чувствительного ВВ.

Известно детонирующее устройство (пат. США 3460477, приоритет от 26.12.67 г., МПК F 42 B 3/10), срабатывающее в одном направлении и содержащее корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в каналах размещены детонирующие заряды, один из которых является передающим, а другой приемным. Заряды выполнены одинаковыми диаметрами.

Недостатком устройства является неоптимальность массогабаритных характеристик устройства, связанных с необходимостью обеспечения прочностных характеристик как неразрушаемой преграды, так и устройства в целом из-за неоптимальных размеров и массы приемного заряда.

Известно устройство для инициирования, включающее корпус с двумя соосными глухими каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду. В одном из каналов расположен инициирующий заряд из пиротехнического состава, а в другом канале - приемный заряд (воспламенительный), тоже из пиротехнического состава. Дно канала под инициирующий заряд выполнено плоским, а под воспламенительный - в виде полусферы (пат. России 2110038, приоритет от 31.01.96 г., F 42 B 3/10, опубл. 27.04.98 г. Бюл. 12).

В этом устройстве передача горения осуществляется через преграду между плоской стенкой канала под инициирующий заряд и полусферическим дном другого канала. Инициирующим здесь является тепловой импульс. Время его передачи составляет ~ 0,1 с и зависит от времени прогревания используемого в приемном заряде состава до температуры вспышки. Однако во многих устройствах важны точность и быстродействие срабатывания, чего не может обеспечить данное устройство. Это является его недостатками.

Известно другое устройство передачи детонации через герметичную преграду (пат. Франции 2569265, приоритет от 14.08.1984 г., F 42 C 19/08). Это устройство является наиболее близким к заявляемому и выбрано в качестве прототипа. Оно используется в качестве элемента взрывной цепи и содержит корпус в виде металлической оболочки и два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой и расположенных по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду. В одном канале расположен инициирующий заряд на основе бризантного взрывчатого вещества (ВВ), а в другом - приемный и воспламенительный заряды, первый из которых выполнен из бризантного ВВ, а второй - из пиротехнического состава. Первоначальный инициирующий импульс (детонационный) передается через преграду от инициирующего заряда к приемному, в результате чего происходит зажигание воспламенительного заряда. Диаметр приемного заряда в 1,5-3 раза меньше диаметра инициирующего заряда бризантного ВВ. Недостатком этой конструкции является невозможность оптимизировать размеры и недостаточная надежность по герметичности.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является надежная передача инициирующего импульса через неразрушаемую преграду при сохранении герметичности устройства и исключение тем самым возможности прорыва токсичных продуктов взрыва за пределы рабочей зоны.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности сохранения герметичности устройства после срабатывания и оптимизация массогабаритных характеристик.

Дополнительным техническим результатом, достигаемым при использовании устройства в качестве взрывного диода, применяемого, например, в системах аварийного покидания самолета, является снижение уровня акустического воздействия на летчика.

Технический результат достигается за счет того, что в инициирующем устройстве, содержащем корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой толщиной Δ_пр и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, причем один канал предназначен для передающего заряда, а в другом канале установлен приемный заряд диаметром d_пр.зар, размеры же Δ_пр и d_пр.зар выбирают из следующего соотношения:

Канал под приемный заряд выполняется меньшим диаметром, чем под передающий. Приемный заряд может быть выполнен как из ВВ, так и из пиротехнического состава. За приемным зарядом может быть размещен воспламенительный заряд, который может быть выполнен из газогенерирующего вещества (смесевого состава).

Толщина преграды в указанном диапазоне выбирается экспериментальным путем исходя из следующих требований:
- во-первых, должно обеспечиваться надежное инициирование приемного заряда;
- во-вторых, преграда должна сохранять свою целостность и герметичность после срабатывания инициирующего устройства.

Указанное в формуле соотношение размеров Δ_пр и d_пp.заp позволяет обеспечить эти противоречивые требования. Толщина преграды в диапазоне, определяемом формулой, позволяет при минимальных размерах обеспечить и надежность передачи инициирующего импульса, и неразрушаемость преграды после срабатывании устройства и тем самым оптимизировать массогабаритные характеристики устройства.

Диаметр приемного заряда, связанный указанным соотношением с Δ_пр, также можно оптимизировать до минимальных размеров, при которых обеспечивается надежный прием инициирующего импульса и сохранение целостности преграды.

Выполнение соосных каналов разными диаметрами позволяет оптимизировать соотношение диаметров передающего и приемного зарядов, что ведет к минимизации массы ВВ в устройстве и, соответственно, снижению ударно-волновых нагрузок при срабатывании устройства. Это позволяет снизить требование к прочностным характеристикам материала корпуса и использовать более дешевые материалы, а также оптимизировать массогабаритные характеристики устройства. Разные диаметры приемного и передающего зарядов позволяют надежно передать инициирующий импульс в одном направлении и предотвращают возможность передачи инициирующего импульса в обратном направлении при использовании устройства в качестве взрывного диода.

Выполнение приемного заряда из пиротехнического состава снижает ударно-волновые нагрузки на преграду, что повышает надежность герметичности устройства после срабатывания и позволяет улучшить массогабаритные и стоимостные характеристики устройства, так как при этом снижаются требования к прочности материала корпуса.

Размещение за приемным зарядом воспламенительного заряда из газогенерирующего состава усиливает воспламенительный импульс, что повышает надежность работы устройства в качестве воспламенителя, а также расширяет функциональные возможности устройства, позволяя использовать его в качестве источника давления.

На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства, используемого в качестве взрывного диода.

На фиг.2 - в качестве источника давления, где обозначено:
1 - корпус;
2 - канал для размещения передающего заряда;
3 - приемный заряд;
4 - воспламенительный заряд;
5 - усилительный заряд;
6 - колпачок усилительного заряда;
7 - колпачок приемного заряда;
8 - колпачок воспламенительного заряда.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства, используемого в качестве взрывного диода (ВД), может служить представленное на фиг.1 детонирующее устройство, содержащее стальной корпус 1, в котором имеются два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой толщиной Δ_пр = 1,8 мм. Канал 2 с диаметром 12 мм предназначен для размещения в нем выходного концевого устройства средства передачи детонационного импульса (СПДИ), содержащего передающий детонирующий заряд из пластичного ВВ на основе ТЭНа. Выходное концевое устройство СПДИ устанавливается в корпусе 1 по внутренней резьбе, при этом обеспечивается поджатие передающего заряда к неразрушаемой преграде.

Приемный заряд 3 выполнен диаметром d_пр.зар=1,5 мм и содержит бризантное ВВ (ТЭН) в виде навески низкой плотности. На выходе приемного заряда 3 размещается усилительный заряд 5 высокой плотности на основе бризантного ВВ - ТЭНа.

Колпачок усилительного заряда 6 служит для предотвращения высыпания зарядов.

Наружная резьба на корпусе 1 предназначена для стыковки с входным устройством другого СПДИ или аналогичного устройства. ВД применяется во взрывных схемах совместно с СПДИ и работает следующим образом.

Детонирующий импульс (ДИ), полученный от инициатора, поступает на выходное концевое устройство первого СПДИ и инициирует его передающий заряд, размещенный в канале 2, генерируя ударную волну в корпусе 1, которая после прохождения через преграду инициирует приемный заряд ВД 3 без разрушения преграды. ДИ приемного заряда 3 усиливается с помощью высокоплотного заряда 5 и далее инициирует приемный заряд входного концевого устройства второго СПДИ. При передаче ДИ со стороны второго СПДИ приемный заряд 3 также детонирует (при сохранении целостности преграды), но не может инициировать передающий детонирующий заряд первого СПДИ из-за недостаточной мощности ударной волны, генерируемой приемным зарядом 3.

Таким образом обеспечивается передача ДИ только в одном направлении.

Примером конкретного выполнения устройства, используемого в качестве источника давления, может служить устройство, представленное на фиг.2, включающее стальной корпус 1, в котором имеются два соосных глухих канала, разделенных неразрушаемой преградой толщиной Δ_пр = 1,8. Канал 2 диаметром 12 мм предназначен для размещения средства инициирования (СИ), в другом канале размещены приемный заряд 3, состоящий из пиротехнического состава СЦ-1, и воспламенительный пороховой заряд 4, способный также создать импульс давления. Колпачок приемного заряда 7 и колпачок воспламенительного заряда 8 служат для предотвращения высыпания зарядов. Приемный заряд 3 выполнен диаметром d_пр.зар = 1,2 мм.

Работает устройство следующим образом. Детонационный импульс, полученный при взрыве передающего заряда СИ, размещенного в канале 2 корпуса 1, генерирует ударную волну в корпусе 1, которая после прохождения через преграду воспламеняет приемный заряд 3 без разрушения преграды. Приемный заряд 3 поджигает воспламенительный пороховой заряд 4, который выдает форс огня и газообразные продукты горения, обеспечивая воспламенительное действие устройства. При этом наличие газогенерирующего состава (пороха) усиливает воспламенительное действие устройства и обеспечивает получение необходимого объема газа, позволяющего использовать устройство в качестве источника давления наряду с возможностью использования в качестве воспламенительного устройства.

Область применения: взрывные работы, взрывная техника, может использоваться во взрывных схемах для передачи детонационного импульса в одном направлении, в конструкциях воспламенителей или источниках давления. Сущность изобретения: в корпусе выполнены два соосных канала, разделенные неразрушаемой преградой и расположенные по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном канале расположен приемный заряд, а другой предназначен под передающий заряд. Толщина преграды выбирается из следующего соотношения: Δ_пр/d_пр.зар = 1,1-1,5, где d_пр.зар - диаметр приемного заряда, мм; Δ_пр - толщина преграды, мм. За приемным зарядом может быть установлен воспламенительный газогенерирующий заряд. Приемный заряд может быть выполнен из пиротехнического состава. Технический результат: повышение надежности герметичности устройства после срабатывания, оптимизация массогабаритных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Инициирующее устройство, содержащее корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном из которых расположен приемный заряд, а другой предназначен для размещения передающего заряда, отличающееся тем, что диаметр приемного заряда и толщину неразрушаемой преграды выбирают из следующего соотношения:
Δ_пр/d_пр.зар = 1,1-1,5,
где d_пр.зар - диаметр приемного заряда, мм;
Δ_пр - толщина неразрушаемой преграды, мм. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приемный заряд выполнен из пиротехнического состава. 3. Устройство по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что за приемным зарядом размещен газогенерирующий заряд.