ТЕРМОСТОЙКОЕ ИНИЦИИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2020 года по МПК F42C19/12 F42B3/12 

Изобретение относится к средствам инициирования и передачи взрывного импульса, в частности, к средствам воспламенения пиротехнических составов (ПТС) и порохов, в пиротехнических или пороховых источниках давления, применяемых в промышленности. Может быть использовано в нефтегазовой отрасли при использовании зарядов из ПТС и порохов в скважинах на больших глубинах (при воздействии высоких температур и давлений скважинной жидкости) возникает потребность в использовании инициирующих устройств высокой термостойкости с обеспечением герметичности и работающих от простого начального импульса - нагрева электрическим током, луча огня, накола жалом.

Известен электровоспламенитель, описанный в патенте РФ №2563006, МПК F42C 19/12, 10.09.2015. Электровоспламенитель содержит токопроводящие элементы, контактирующий с ними мостик накаливания и нанесенный на мостик накаливания воспламенительный состав, при этом мостик накаливания выполнен в виде слоя из резистивного материала, имеющего удельное сопротивление не менее 5 Ом⋅мм²/м, нанесенного на пластинку из диэлектрического материала, при этом в слое из резистивного материала имеется поперечная выемка - прорезь.

К недостаткам известного технического решения следует отнести его низкую термостойкость. Термостойкость электровоспламенителя в описанном изобретении составляет ~ 180°С. Она определяется температурой разложения составов, из которого выполнен инициирующий заряд. Использование в качестве диэлектрического материала керамики на основе корунда влечет к отслоению слоя из резистивного материала в связи с плохой адгезией к металлам.

Известно также устройство для инициирования, описанное в патенте РФ №2110038, МПК F42B 3/10, 27.04.1998, содержащее корпус, воспламенительный и инициирующий заряды, выполненные из пиротехнических составов и разделенные не разрушаемой преградой.

К недостаткам электровоспламенителя следует отнести его низкую термостойкость устаревшую конструкцию мостика накаливания. Термостойкость электровоспламенителя в описанном изобретении составляет ~ 180°С.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является поджигающее устройство, описанное в патенте РФ №2252389, МПК F42C 19/12, 20.05.2005. Рассматриваемое устройство содержит корпус, гермоввод со встроенными электровводами, заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава, инициатор, прикрепленный к электровводам.

К недостаткам известного устройства следует отнести:

- низкую стойкость к повышенным температурам ~ 300°С,

- большие токи задействования;

- ненадежная конструкция мостика накаливания;

- низкая надежность устройства при инерционных воздействиях.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей с одновременным повышением термостойкости устройства и упрощения его конструкции, при сохранении его высокой инициирующей способности.

Технический результат заключается в повышении термостойкости, инициирующей способности и надежности воспламенения термостойкого инициирующего устройства за счет использования в его составе термостойких высококалорийных взрывчатых веществ (ВВ) и ПТС с температурой воспламенения более 1000°С. Также использование термостойких высококалорийных ПТС позволяет повысить безопасность изготовления и эксплуатации термостойкого инициирующего устройства с упрощением его конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в термостойком инициирующем устройстве, содержащем корпус, гермоввод со встроенными электровводами, заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава, инициатор, прикрепленный к электровводам, согласно изобретению, корпус оборудован вкладышем из диэлектрического материала, в который установлен заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава, между которыми расположен инициатор, выполненный из прессованного неметаллического высокодисперсного материала, а электровводы выполнены из тугоплавкого токопроводящего материала.

Кроме того, инициатор выполнен из прессованного состава на основе углерода.

Кроме того, вкладыш выполнен из керамики.

Кроме того, электровводы выполнены из нихрома или вольфрама.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».

Изобретение проиллюстрировано на чертеже, где

1 - корпус термостойкого инициирующего устройства;

2 - вкладыш из диэлектрического материала;

3 - заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава;

4 - инициатор;

5 - электровводы.

Термостойкое инициирующее устройство состоит из корпуса 1, в который установлен вкладыш 2 из диэлектрического материала, например из керамики, в котором размещен заряд 3 из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава. Между зарядом 3 и вкладышем 2 расположен инициатор 4, прикрепленный к электровводам 5, например, напрессовкой, и выполненный из прессованного неметаллического высокодисперсного материала, например прессованный состав на основе углерода.

Работа осуществляется следующим образом.

При подаче токового импульса на электровводы 5 инициатор 4 нагревается и воспламеняет ПТС заряда 3. Продукты горения ПТС находясь в газообразной и твердой фазах, обеспечивают поджигание последующих устройств, содержащих ВВ или ПТС.

Примером конкретного выполнения может являться термостойкое инициирующее устройство, в котором корпус 1 выполнен из нержавеющей стали в виде стакана, с двумя отверстиями под электровводы 5, в который установлен вкладыш 2 из керамики. Поверх электровводов 5 запрессован инициатор 4, выполненный из неметаллического высокодисперсного углеродистого материала (графит). В качестве инициирующего заряда 3 использовался ПТС из оксида меди (CuO) и алюминия (Al) с плотностью запрессовки 1,0-1,8 г/см³. Верхняя часть запрессованного состава покрыта лаком. Электровводы 5 выполнены из тугоплавкого материала, например вольфрама или нихрома. При сопротивлении инициатора 4, равном 3 Ом при подаче напряжения U=30 B (I=10A) время работы термостойкого инициирующего устройства составляет t_p=20 мс.

Использование данного изобретения позволит повысить эффективность задействования, безопасность и надежность термостойкого инициирующего устройства на основе инициатора из прессованного неметаллического материала и диэлектрического вкладыша.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений и способность обеспечения достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к средствам инициирования и может быть использовано при проведении взрывных работ с целью повышения их безопасности. Термостойкое инициирующее устройство состоит из корпуса, в который установлен вкладыш из диэлектрического материала. Во вкладыше размещен заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава. Между зарядом и вкладышем расположен инициатор, выполненный из прессованного на электровводы неметаллического высокодисперсного материала. Изобретение позволяет повысить безопасность и термостойкость при сохранении его высокой инициирующей способности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Термостойкое инициирующее устройство, содержащее корпус, гермоввод со встроенными электровводами, заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава, инициатор, прикрепленный к электровводам, отличающееся тем, что корпус оборудован вкладышем из диэлектрического материала, в который установлен заряд из термостойкого высококалорийного пиротехнического состава, между которыми расположен инициатор, выполненный из прессованного на электровводы неметаллического высокодисперсного материала, а электровводы выполнены из тугоплавкого токопроводящего материала.

2. Термостойкое инициирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что инициатор выполнен из прессованного состава на основе углерода.

3. Термостойкое инициирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что вкладыш выполнен из керамики.

4. Термостойкое инициирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что электровводы выполнены из вольфрама или нихрома.