НАКОЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 2024 года по МПК F42C1/04 

Изобретение относится к устройствам инициирования взрывных устройств, используемых для ликвидации ледовых заторов, возникающих на реках во время весеннего паводка.

В настоящее время известны самые различные конструкции инерционных накольных механизмов, однако они не обеспечивают гарантированное срабатывание при сбросе взрывного устройства на ледовые заторы, обычно представляющие собой хаотичные нагромождения бесформенных льдин, когда ударные ускорения при встрече с преградой по направлению равновероятны в телесном угле Ω=2% стерадиан, то есть в полусфере.

Известен всюдубойный ударный накольный механизм [Гринкевич А.Л., Лукин А.С., Шведов В.В. Взрыватели и взрывательные устройства авиабомб: Учеб. пособие / Самар. гос. аэрокосм. ун-т. - Самара, 2004. 80 с., рис. 46, с. 16], содержащий корпус с двумя установленными инерционными ударниками, первый из которых входит в центральное отверстие второго. Противоположные конические торцы ударников поджаты цилиндрической пружиной в конические углубления корпуса. Пружина установлена в центральное отверстие второго ударника. На торце первого ударника выполнена накольная игла, во втором ударнике размещен капсюль-детонатор.

Известный накольный механизм срабатывает при любых углах встречи с преградой. Сила инерции, направленная вдоль оси механизма, вызывает перемещение одного из ударников. При боковом направлении силы в движение приходят оба ударника, которые, скользя по соответствующим коническим поверхностям корпуса, сближаются друг с другом до задействования накольной иглой капсюля-детонатора.

Однако недостатком является то, что его срабатывание возможно при определенных скоростях встречи с преградой. При малой скорости, следовательно, и при малом ударном ускорении, при встрече с преградой кинетической энергии ударников устройства может не хватить для задействования капсюля-детонатора. Значительное трение скольжения конических торцов ударников по соответствующим коническим поверхностям корпуса при боковом направлении силы также снижает чувствительность известного накольного механизма при боковой встрече взрывного устройства с преградой.

Известен бокобойный ударный накольный механизм [Гринкевич А.Л., Лукин А.С., Шведов В.В. Взрыватели и взрывательные устройства авиабомб: Учеб. пособие / Самар. гос. аэрокосм. ун-т. - Самара, 2004. 80 с., рис. 4а, с. 16], содержащий корпус с установленным в нем инерционным осевым ударником с накольной иглой с одного торца, взаимодействующей с капсюлем-детонатором, и фланцем с другого, поджатым в коническое углубление корпуса пружиной. Фланец имеет торцевую коническую поверхность, ответную конической поверхности инерционной шайбы. Инерционная шайба выполнена с возможностью перемещения в боковых направлениях.

Известный накольный механизм срабатывает при углах встречи с преградой от 0 до 90°.

Однако его срабатывание возможно при определенных скоростях встречи с преградой. При малой скорости, следовательно, и при малом ударном ускорении, при встрече с преградой кинетической энергии осевого ударника может не хватить для задействования капсюля-детонатора.

Данный накольный механизм рассматривается в качестве прототипа.

Анализ конструкций известных инерционных накольных механизмов позволяет сделать вывод, что известный уровень техники не обеспечивает создания накольного механизма, обеспечивающего гарантированное срабатывание при сбросе в составе взрывного устройства на преграды со сложной поверхностью под различными углами и с малыми скоростями.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности срабатывания при встрече с преградой со сложной поверхностью под различными углами и с малыми скоростями.

Технический результат достигается тем, что накольный механизм, содержащий корпус с установленным в нем инерционным осевым ударником с накольной иглой с одного торца, взаимодействующей с капсюлем-детонатором, и фланцем с другого, поджатым в коническое углубление корпуса пружиной, согласно изобретению фланец ударника выполнен с плоской торцевой поверхностью, взаимодействующей с введенным в полость корпуса инерционным телом в виде шара, опирающегося на коническую поверхность конического углубления корпуса, при этом корпус имеет направленный внутрь его полости осевой выступ с осевым отверстием под ударник и с выемкой на торце, в которой закреплен постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении, при этом, по крайней мере, выступ корпуса и фланец ударника выполнены из магнитомягкого металла.

Данное техническое решение позволяет повысить скорость перемещения осевого ударника с накольной иглой в конце его хода за счет его дополнительного ускорения ш магнитом. То есть кинетическая энергия осевого ударника, затрачиваемая на сжатие пружины, восполняется дополнительным притяжением магнитом фланца ударника, обеспечивая надежное задействование капсюля-детонатора.

Введение инерционного тела в виде шара и установка его между торцевой поверхностью фланца осевого ударника и конической поверхностью конического углубления корпуса обеспечивает передачу на осевой ударник сил инерции шара как при его осевом, так и боковом перемещении при наличии соответствующих ударных ускорений, обеспечивая повышение надежности срабатывания при встрече с преградой со сложной поверхностью под различными углами и с малыми скоростями.

Установка магнита в выемку на торце выступа корпуса и выполнение, по крайней мере выступа корпуса и фланца ударника из магнитомягкого металла обеспечивает меньшее усилие притяжения фланца ударника магнитом при начальных больших зазорах между ними и большее усилие при конечных малых зазорах. Реализуется «падающая» силовая характеристика системы «инерционное тело (шар) - пружина - магнит», обеспечивающая надежное задействование капсюля-детонатора накольной иглой ударника при различных скоростях и углах встречи в составе взрывного устройства с преградой.

Кроме того между шаром и фланцем ударника установлена обойма, имеющая на внутренней цилиндрической поверхности канавку с размещенными в ней по окружности шариками, опирающимися на торцевую поверхность фланца и поверхность шара, что позволяет исключить трение скольжения инерционного тела (шара) и перейти на трение качения, которое обеспечит надежное срабатывание накольного механизма при встрече взрывного устройства с преградой с малыми скоростями при ударном ускорении в боковом направлении.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия возможности повысить надежность срабатывания накольного механизма в составе взрывного устройства при встрече с преградой со сложной поверхностью под различными углами и с различными скоростями.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 представлен осевой разрез накольного механизма.

На фиг. 2 осевой разрез накольного механизма при ударном ускорении в осевом направлении.

На фиг. 3 осевой разрез накольного механизма при ударном ускорении в боковом направлении.

На фиг. 4 осевой разрез накольного механизма с трением качения инерционного тела (шара) при ударном ускорении в боковом направлении.

На фиг. 5 конструкция обоймы с шариками, обеспечивающая трение качения инерционного тела (шара) при ударном ускорении в боковом направлении.

На фиг. 1-5 приняты следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - инерционное тело в виде шара;

3 - конусная поверхность конического углубления корпуса;

4 - осевой ударник;

5 - цилиндрическая пружина;

6 - накольная игла;

7 - цилиндрический выступ;

8 - кольцевая выемка;

9 - постоянный магнит;

10 - фланец ударника;

11 - торцевая плоская поверхность фланца;

12 - обойма;

13 - канавка в обойме;

14 - шарики;

15 - направление ударного ускорения.

Устройство выполнено следующим образом.

Накольный механизм (фиг. 1-3) содержит корпус 1 с установленным в нем инерционным осевым ударником 4, инерционное тело в виде шара 2. Осевой ударник 4 имеет с одного торца накольную иглу 6, взаимодействующую с капсюлем-детонатором (не показано), и фланец 10 с другого торца, выполненный с плоской торцевой поверхностью, взаимодействующей с шаром, опирающемся на коническую поверхность 3 конического углубления корпуса.

Корпус 1 имеет направленный внутрь его полости осевой цилиндрический выступ 7 с осевым отверстием под ударник 4 и с кольцевой выемкой 8 на торце, в которой закреплен постоянный магнит 9, намагниченный в осевом направлении.

Корпус 1 и ударник 4 выполнены из магнитомягкого металла. Сопрягаемые подвижные поверхности корпуса 1 и ударника 4 для придания им твердости могут быть подвергнуты термохимической обработке, например цементованию или азотированию.

Инерционное тело - шар 2 выполнен из «тяжелого», например вольфрамового сплава, его масса превосходит массу ударника 4. Указанное техническое решение из-за преобладания массы шара 2 обеспечивает передачу на осевой ударник 4 примерно одинаковых сил инерции, как при осевом, так и боковом перемещении шара 2 (при наличии соответствующих ударных ускорений).

Для возможности исключения трения скольжения инерционного тела (шара) и перехода на трение качения, которое обеспечит надежное срабатывание накольного механизма при встрече взрывного устройства с преградой с малыми скоростями при ударном ускорении в боковом направлении в накольный механизм (фиг. 4, 5) между инерционным телом (шаром) 2 и фланцем 10 ударника 4 установлена обойма 12 с канавкой 13 на внутренней цилиндрической поверхности с размещенными в ней по окружности шариками 14, опирающимися на торцевую поверхность 11 фланца 10 и поверхность шара 2.

На внешнем диаметре корпуса 1 выполнена резьба для ввинчивания накольного механизма во взрывное устройство (на чертежах не показано).

Накольный механизм работает следующим образом.

При потере скорости от встречи взрывного устройства с преградой (ледяными массами) инерционное тело - шар 2 перемещается по оси (фиг. 2) или в боковом направлении (фиг. 3), в зависимости от угла встречи с преградой, определяющего направление ударного ускорения 15, и характера поверхности преграды, сдвигая ударник 4 и сжимая пружину 5. В конце хода ударника 4 его фланец 10 «подхватывается» (притягивается) магнитом 9, увеличивая скорость движения ударника 4, а, следовательно, и его кинетическую энергию, обеспечивая надежное задействование капсюля-детонатора.

При условии включения в накольный механизм обоймы 12 (фиг. 4, 5) инерционное тело - шар 2, из-за наличия дополнительной опоры в виде обоймы 12 с шариками 14, перемещается, при наличии ударного ускорения 15 в боковом направлении, без проскальзывания, то есть с малым трением, также обеспечивая надежное задействование капсюля-детонатора при указанных условиях встречи с преградой.

Оснащение накольного механизма установленным в кольцевое углубление 8 цилиндрического выступа 7 магнитом 9, намагниченным в осевом направлении, и выполнение корпуса 1 и ударника 4 из магнитомягкого металла с фланцем 10, взаимодействующим своей плоской торцевой поверхностью 11 с инерционным телом - шаром 2, опирающегося на коническую поверхность 3 конического углубления корпуса 1, позволяет повысить скорость перемещения ударника 4 с накольной иглой 6 в конце его хода за счет дополнительного ускорения ударника 4 магнитом 9. То есть кинетическая энергия ударника 4, затрачиваемая на сжатие цилиндрической пружины 5, восполняется дополнительным притяжением магнитом 9 его фланца 10, обеспечивая надежное задействование капсюля-детонатора. Это дополнительное притяжение не зависит от скорости встречи взрывного устройства с преградой, следовательно, и от величины возникающего при этом ударного ускорения 15, поэтому накольный механизм надежно сработает как при больших, так и малых скоростях встречи взрывного устройства с преградой.

Установка магнита 9 в выемку 8 выступа 7, выполненного из магнитомягкого материала, также обеспечивает меньшее усилие притяжения фланца 10 ударника 4 магнитом 9 при начальных больших зазорах между ними и большее усилие при конечных малых зазорах. Реализуется «падающая» силовая характеристика системы «инерционное тело (шар) 2 - пружина 5 - магнит 9», обеспечивающая надежное задействование капсюля-детонатора накольной иглой 6 ударника 4 при различных скоростях и углах встречи в составе взрывного устройства с преградой.

Выполнение инерционного тела в виде шара 2 и установка его между торцевой плоской поверхностью фланца 10 осевого ударника 4 и конической поверхностью 3 конического углубления корпуса обеспечивает передачу на осевой ударник 4 сил инерции шара 2 как при его осевом, так и боковом перемещении (при наличии соответствующих ударных ускорений).

Использование в накольном механизме обоймы 12, установленной между инерционным телом (шаром) 2 и фланцем 10 толкателя 4 и имеющей канавку 13 на внутренней цилиндрической поверхности с размещенными в ней по окружности шариками 14, опирающимися на торцевую поверхность 11 фланца 10 и поверхность шара 2, позволяет исключить трение скольжения инерционного тела (шара) 2 и перейти на трение качения, которое обеспечит надежное срабатывание накольного механизма при встрече взрывного устройства с преградой с малыми скоростями под любыми углами (при ударных ускорениях в любых боковых направлениях).

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия возможности повысить надежность срабатывания накольного механизма при встрече в составе взрывного устройства с преградой со сложной поверхностью под различными углами и с различными скоростями.

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- заявляемый накольный механизм относится к устройствам инициирования взрывных устройств, используемых для ликвидации ледовых заторов, возникающих на реках во время весеннего паводка;

- заявляемый накольный механизм при использовании способен обеспечить надежность срабатывания при встрече в составе взрывного устройства с преградой со сложной поверхностью под различными углами и с различными скоростями;

- для заявляемого инерционного механизма в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленный накольный механизм соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к устройствам инициирования взрывных устройств, используемых для ликвидации ледовых заторов, возникающих на реках во время весеннего паводка. Накольный механизм содержит корпус с установленным в нем инерционным осевым ударником с накольной иглой с одного торца, взаимодействующей с капсюлем-детонатором, и фланцем с другого, поджатым в коническое углубление корпуса пружиной. Фланец ударника выполнен с плоской торцевой поверхностью, взаимодействующей с введенным в полость корпуса инерционным телом в виде шара, опирающимся на коническую поверхность конического углубления корпуса. Корпус имеет направленный внутрь его полости осевой выступ с осевым отверстием под ударник и с выемкой на торце, в которой закреплен постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении. По крайней мере, выступ корпуса и фланец ударника выполнены из магнитомягкого металла. Технический результат - повышение надежности срабатывания при встрече с преградой со сложной поверхностью под различными углами и с малыми скоростями. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Накольный механизм, содержащий корпус с установленным в нем инерционным осевым ударником с накольной иглой с одного торца, взаимодействующей с капсюлем-детонатором, и фланцем с другого, поджатым к коническому углублению корпуса пружиной, отличающийся тем, что фланец ударника выполнен с плоской торцевой поверхностью, взаимодействующей с введенным в полость корпуса инерционным телом в виде шара, опирающегося на коническую поверхность конического углубления корпуса, при этом корпус имеет направленный внутрь его полости осевой выступ с осевым отверстием под ударник и с выемкой на торце, в которой закреплен постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении, при этом, по крайней мере, выступ корпуса и фланец ударника выполнены из магнитомягкого металла.

2. Накольный механизм по п. 1, отличающийся тем, что между шаром и фланцем ударника установлена обойма, имеющая на внутренней цилиндрической поверхности канавку с размещенными в ней по окружности шариками, опирающимися на торцевую поверхность фланца и поверхность шара.