Беспламенная дымовая шашка Российский патент 2024 года по МПК F42B3/00 F42B12/48 C06D3/00 

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам для проведения военно-спортивных игр и реконструкции исторических событий с применением дыма.

Уровень данной области техники характеризует генератор аэрозоля, описанный в патенте на изобретение RU 2205671 С1, 03.04.2002, А62С 3/02, который содержит помещенную через теплозащитную оболочку из строительного гипса в цилиндрическом корпусе пиротехническую шашку, центральную огнепередаточную трубку, закрепленную в блоке охлаждения, в которой закреплен воспламенитель, электрически связанный с устройством дистанционного управления, и выпуклую крышку с распределенными радиальными выходными отверстиями, закрытыми алюминиевым бандажом.

Электровоспламенитель с устройством дистанционного управления связан через закрытый коммутатор.

Блок охлаждения представляет собой заполненную гранулами из абляционного материала емкость, помещенную между камерой сгорания и перфорированным ресивером, сверху перекрытым алюминиевой мембраной.

Ресивер посредством перфораций сообщается с теплозащитной оболочкой корпуса для подачи выпариваемой из строительного гипса присоединенной воды во время горения шашки. Это способствует принудительному отводу тепла от корпуса и разбавляет генерируемые газоаэрозольные продукты горения пиротехнической шашки.

Недостатком известного генератора является массивность и сложность конструкции, вытекающие из его целевого назначения.

Расположение воспламенителя в центральной огнепередаточной трубке определяет относительно большое время выхода на режим торцевого горения аэрозолеобразующей шашки, переуплотнение прессованием состава которой требует применения дополнительного усилительного заряда, выжигающего по центру еще более глубокую каверну.

Кроме того, в этой конструкции не предусмотрено ручное инициирование воспламенения для индивидуального использования генератора аэрозоля.

Отмеченные недостатки устранены в более совершенном генераторе аэрозоля по патенту на полезную модель RU 73954 U1, 22.01.2008, F42B 3/00, который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенной беспламенной дымовой шашке.

Известный генератор аэрозоля, содержит помещенную в цилиндрический корпус, через теплоизолирующую оболочку, пиротехническую аэрозолеобразующую шашку, связанный с устройством дистанционного управления электровоспламенитель, выпуклую крышку с распределенными выходными радиальными отверстиями, перекрытыми бандажом, и коммутатор.

Особенностью известного генератора является то, что теплоизолирующая оболочка между картонным корпусом и аэрозолеобразующей шашкой выполнена прессованием пиротехнической смеси окислителя - гексахлорэтана, горючего - антрацена и связующего фторкаучука, при соотношении компонентов (мас. %):

гексахлорэтан 79-85

антрацен 11-13

фторкаучук 5-7.

С открытого торца в аэрозолеобразующей шашке по периферии установлены воспламенительные заряды, бандаж выходных отверстий выполнен в форме быстросъемного колпака крышки, где консольно смонтирован ударник механического устройства инициирования воспламенения, включающего капсюль-воспламенитель и замедлительный состав, расположенного над одним из воспламенительных зарядов шашки, под которой смонтирован коммутатор в виде пиротехнического источника тока, оснащенного электрическим шнуром, причем электровоспламенитель снабжен средством последовательного соединения с аналогичным генератором.

Отличительные признаки обеспечили улучшение основных технических показателей назначения: повышение маскирующей способности в более широком диапазоне длин волн (от видимой области спектра 0,4-0,7 мкм до средневолнового инфракрасного излучения 2,0-5,6 мкм), динамичность постановки дымовой завесы больших габаритов на более продолжительное время существования, расширение функциональных возможностей более технологичной в изготовлении аэрозолеобразующей шашки и облегченного генератора в целом.

Выполнение теплоизолирующей оболочки прессованием из пиротехнической смеси гексахлорэтана, антрацена и фторкаучука направлено на унификацию производства с шашкой основного заряда.

Комплектация генератора дополнительным механическим устройством воспламенения расширяет возможности применения как по видам инициирования, так и для индивидуального использования в целях оперативной маскировки при ручном запуске.

В этом случае обеспечивается дополнительное время до срабатывания основного заряда за счет того, что под капсюлем-воспламенителем установлен замедлительный состав, который смещен аксиально одной из воспламенительных таблеток воспламеняющий через влияние остальные таблетки и затем соответственно основную шашку.

Наличие свободного объема под крышкой способствует формированию камеры смешения аэрозоля, где завершаются процессы пламягашения и выравнивается внутреннее давление.

Однако продолжением отмеченных достоинств является присущие недостатки.

Пиротехнические составы, изготовленные по прессовой технологии, обладают существенным недостатком - высокой чувствительностью к механическим воздействиям. К тому же сама прессовая технология также обладает рядом недостатков - громоздкость оборудования, пыление состава, низкая производительность при прессовании крупногабаритных изделий, необходимость изготовления сложной оснастки для формования зарядов сложной формы.

Составы на основе гексахлорэтана горят при температурах 1000°С и выше. Такая высокая температура создает значительный тепловой восходящий поток, заставляя дым быстро подниматься и легко рассеиваться в атмосфере, таким образом, снижая эффективность маскировки. Кроме того, дымовые средства с такой температурой являются потенциальными очагами возгорания, что значительно сужает область их применения для защиты важных объектов.

Пиротехнические составы на основе гексахлорэтана и антрацена имеют маскирующую способность 3-3,5 м²/г и для их воспламенения и быстрого выхода на режим интенсивного аэрозолеобразования требуется подпрессовка дополнительных таблеток из воспламенительного состава.

Механическое устройство инициирования, выполненное в виде ударника, требует использование тяжелого подручного средства для нанесения по нему удара (приклад автомата, лопата, топор и т.п.), которое не всегда есть в наличии.

Наличие замедлительного состава под капсюлем-воспламенителем способствует безопасному приведению в действие генератора, но вместе с этим переусложняет конструкцию и повышает трудоемкость изготовления.

Для стабильной работы генератора и исключения форса пламени под крышкой сформирован свободный объем, что дополнительно увеличивает массогабаритные характеристики и снижает коэффициент полезной нагрузки.

Генератор выполнен в металлическом корпусе и после завершения дымообразования остается целым, что создает проблемы по утилизации несгоревших корпусов.

Из вышеизложенного следует узко ограниченная область целевого применения известного генератора при относительно низкой эффективности пиротехнического снаряжения, несоответствующей сложности конструкции.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных и технологических возможностей конструктивных элементов дымовых шашек, при котором решением является создание беспламенной дымовой шашки имеющей относительно низкую температуру горения в сочетании с интенсивным аэрозолеобразованием, с возможностью ручного или дистанционного приведения в действия и характеризующийся отсутствием пламенного горения.

Требуемый технический результат достигается тем, что беспламенная дымовая шашка, запускаемая дистанционно от электровоспламенителя или вручную от запала-спички, содержит пластиковый корпус с пиротехническим снаряжением, закрытый пластиковой крышкой с функциональным отверстием.

Особенностью предложенного технического решения является то, что электровоспламенитель через центральный канал, образованный в пиротехническом снаряжении, примыкает к таблетке из воспламенительного состава, а его провода выведены на наружную поверхность пластиковой крышки, которая прижимает внатяг к пластиковому корпусу полиэтиленовую пленку.

Кроме того, особенностью предложенного технического решения является то, что запал-спичка в полиэтиленовом пакете закреплена на наружной поверхности пластиковой крышки посредством ленты с липким слоем, а терка для зажигания запала-спички присоединена к крышке клеящей стороной.

Пиротехническое снаряжение выполнено из литьевого состава, содержащего смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол с массовой долей хлора до 80%, окись цинка в качестве дымообразователя, перхлорат аммония в качестве кислородосодержащего окислителя, хлористый аммоний в качестве пламягасителя и низкомолекулярную хлорсодержащую смолу в жидком виде при следующем соотношении компонентов, мас. %:

смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол 30-40 окись цинка 20-30 перхлорат аммония 20-30 хлористый аммоний 5-10 низкомолекулярная хлорсодержащая смола в жидком виде 10-15

Отличительные признаки позволили значительно упростить конструкцию по сравнению с известным генератором аэрозоля при одновременном обеспечении эффективности и надежности функционирования.

Пиротехническое снаряжение беспламенной дымовой шашки представляет собой состав, изготовленный по литьевой технологии на основе высокохлорированных углеводородов.

Литьевая технология позволяет повысить производительность изготовления и исключить из технологического процесса наиболее опасные и трудоемкие операции, такие как ворошение, провяливание, сушку и прессование составов.

Состав обладает высокой адгезией, что исключает отслоение состава от оболочки и, следовательно, проскок фронта горения.

Основными компонентами пиротехнического состава являются:

- смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол с массовой долей хлора до 80% в качестве органического горючего и поставщика хлора;

- перхлорат аммония в качестве кислородосодержащего окислителя для дожигания углеродно-водородных радикалов от хлорсодержащих смол;

- дымообразователь на основе окиси цинка;

- хлористый аммоний - пламегаситель, отбирающий тепло из зоны реакции на свою возгонку;

- низкомолекулярная хлорсодержащая смола в жидком виде - пластификатор, обеспечивающий возможность литьевой технологии, является поставщиком хлора.

В составе отсутствует металлическое горючее, в результате беспламенное горение протекает при относительно низких температурах, в диапазоне приблизительно 350-500°С, при этом необходимая реакция оксида цинка происходит эффективно, обеспечивая интенсивное аэрозолеобразование.

Таким образом, конструкция шашки не требует наличия свободного объема для пламягашения, что позволяется уменьшить массогабаритные характеристики шашки и максимально использовать полезную нагрузку.

Корпус и крышка шашки изготовлены из широко доступных полимерных материалов, производятся на термопласт-автоматах, что обеспечивает высокую производительность по сравнению с технологией штампования металлических корпусных деталей.

Шашка имеет возможность дистанционного приведения в действие, в том числе от конденсаторной подрывной машинки, а также от любой батареи носимой радиостанции с безопасного расстояния, а также параллельно приводить в действие две и более шашки при использовании саперного провода.

Приведение в действие вручную не требует наличия тяжелых подручных средств, спичка безопасно воспламеняет беспламенный состав, который за счет наличия сильного кислородсодержащего окислителя и активного органического горючего имеет высокую чувствительность к тепловому импульсу и обеспечивает быстрый выход на режим интенсивного аэрозолеобразования.

Содержание в органическом горючем хлора с массовой долей до 80%, а также наличие атомов цинка и хлора в остальных компонентах состава обеспечивают маскирующую способность 4-5 м²/г, что превосходит известные металлохлоридные составы.

В процессе аэрозолеобразования предложенная шашка не является возможным источником возникновения пожара, что позволяет безопасно использовать ее на защищаемых объектах. При этом температура горения достаточна для того чтобы корпуса изделий полностью сгорали в процессе дымообразования, что решает проблему утилизации использованных дымовых шашек.

Предложенная беспламенная дымовая шашка характеризуется простотой эксплуатации, высокой маскирующей способность пиротехнического состава, относительно низкой температурой и отсутствием пламенного горения, быстрым выходом на режим интенсивного аэрозолеобразования, комбинированным способом приведения в действие (вручную и дистанционно), применением недефицитного сырья и прогрессивной технологии для организации крупносерийного производства изделий.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом (фиг. 1), который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы изобретения. На чертеже изображена предложенная беспламенная дымовая шашка.

Полиэтиленовый корпус (1) заполнен пиротехническим составом (2), в центральном канале которого установлена таблетка из воспламенительного состава (3), к которой примыкает электровоспламенитель (4).

Провода электровоспламенителя (4) выведены через отверстие полиэтиленовой крышки (5), которая прижимает внатяг к корпусу (1) полиэтиленовую пленку (6).

Запал-спичка (7) в полиэтиленовом пакете (8) закреплена на наружной поверхности крышки (5) посредством ленты с липким слоем.

Терка (9) для зажигания запала-спички (7) присоединена к крышке (5) клеящей стороной.

Функционирует беспламенная дымовая шашка следующим образом.

Для приведения в действие шашки вручную необходимо извлечь из полиэтиленового пакета (8) запал-спичку (7), поджечь ее от терки (9) и поместить на полиэтиленовую пленку (6) через функциональное отверстие крышки (5).

Запал-спичка (7) проплавляет полиэтиленовую пленку (6) и падает на пиротехнический состав (2), который воспламеняется от теплового импульса и образует непросматриваемую дымовую завесу.

Для приведения в действие шашки дистанционно необходимо подсоединить оголенные концы проводов электровоспламенителя (4) через магистральный провод к клеммам источника питания, например подрывной машинки и подать в цепь электрический ток.

От теплового импульса электровоспламенителя загорается таблетка из воспламенительного состава (3), которая обеспечивает надежное воспламенение пиротехнического состава (2), горящего с образованием непросматриваемой дымовой завесы.

Испытания опытных образцов предложенной беспламенной дымовой шашки подтвердили надежность ее функционирования при ручном и дистанционном запуске в установленных режимах и последовательности действий.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня данной области техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности практического серийного изготовления беспламенной дымовой шашки на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Беспламенная дымовая шашка относится к учебно-тренировочным средствам для проведения военно-спортивных игр и реконструкции исторических событий с применением дыма. Беспламенная дымовая шашка, запускаемая дистанционно от электровоспламенителя или вручную от запала-спички содержит пластиковый корпус с пиротехническим снаряжением, закрытый пластиковой крышкой с функциональным отверстием. Электровоспламенитель через центральный канал, образованный в пиротехническом снаряжении, примыкает к таблетке из воспламенительного состава, а его провода выведены на наружную поверхность пластиковой крышки, которая прижимает внатяг к пластиковому корпусу полиэтиленовую пленку. Запал-спичка в полиэтиленовом пакете закреплена на наружной поверхности пластиковой крышки посредством ленты с липким слоем, а терка для зажигания запала-спички присоединена к крышке клеящей стороной. Пиротехническое снаряжение выполнено из литьевого состава, содержащего смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол с массовой долей хлора до 80%, окись цинка в качестве дымообразователя, перхлорат аммония в качестве кислородосодержащего окислителя, хлористый аммоний в качестве пламягасителя и низкомолекулярную хлорсодержащую смолу в жидком виде при следующем соотношении компонентов, мас. %: смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол 30-40, окись цинка 20-30, перхлорат аммония 20-30, хлористый аммоний 5-10, низкомолекулярная хлорсодержащая смола в жидком виде 10-15. Техническим результатом является расширение функциональных и технологических возможностей конструктивных элементов дымовых шашек, при котором решением является создание беспламенной дымовой шашки имеющей относительно низкую температуру горения в сочетании с интенсивным аэрозолеобразованием, с возможностью ручного или дистанционного приведения в действия и характеризующийся отсутствием пламенного горения. 1 ил.

Беспламенная дымовая шашка, содержащая корпус, заполненный беспламенным пиротехническим составом, и крышку с функциональным отверстием, выполненную с возможностью дистанционного запуска от электровоспламенителя или вручную механическим устройством, отличающаяся тем, что корпус и крышка выполнены из пластика, электровоспламенитель установлен в центральном канале беспламенного пиротехнического состава и примыкает к установленной в нем таблетке из воспламенительного состава, а его провода выведены на наружную поверхность крышки через отверстие в ней и выполнены с возможностью подсоединения к источнику питания, при этом крышка прижимает внатяг к корпусу полиэтиленовую пленку, механическое устройство в виде запал-спички в полиэтиленовом пакете закреплено на наружной поверхности крышки посредством ленты с липким слоем, а терка для зажигания запала-спички присоединена к крышке клеящей стороной, а беспламенный пиротехнический состав выполнен из литьевого состава, содержащего смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол с массовой долей хлора до 80%, окись цинка в качестве дымообразователя, перхлорат аммония в качестве кислородосодержащего окислителя, хлористый аммоний в качестве пламягасителя и низкомолекулярную хлорсодержащую смолу в жидком виде при следующем соотношении компонентов, мас. %:

смесь порошков высоко- и низкомолекулярных хлорсодержащих смол 30-40

окись цинка 20-30 перхлорат аммония 20-30 хлористый аммоний 5-10 низкомолекулярная хлорсодержащая смола в жидком виде 10-15