CZ284884B6

CZ284884B6 - Pyrotechnická zážehová slož pro technicky náročné iniciační systémy a extrémní podmínky

Info

Publication number: CZ284884B6
Application number: CZ942528A
Authority: CZ
Inventors: Pavel Ing. Valenta; Vladimír Ing. Guriča; Petr Ing. Kuna
Original assignee: Zbrojovka Vsetín - Indet, A.S.
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1999-03-17
Also published as: CZ252894A3

Abstract

Vynález se týká pyrotechnické zážehové slože pro technicky náročné iniciační systémy a extrémní podmínky použití s výhodou použitelné pro systémy civilní pyrotechniky v oblasti automobilových bezpečnostních systémů airbagů a utahovačů automobilových pásů jako jsou squiby obsahující zážehovou slož na bázi sodné soli kyseliny pikraminové, chloristanu draselného, sirníku antimonitého a fluoroelastomeru VITONU v uvedeném rozmezí hmotnostních procent: Sodná sůl kyseliny pikraminové: 10 - 40 %, chloristan draselný: 30 - 60 %, sirník antimonitý: 10 - 30 % a VITON B: 1 - 8 %. Tato zážehová slož uvnitř squibu zajišťuje spolehlivý zážeh vyvíječe plynu airbagu nebo pracovní náplně utahovače pásů i za extrémních podmínek jako je teplota od -35.sup.o.n.C do +85.sup.o.n.C, vysoká relativní vlhkost, vysoké vibrace, vyznačuje se vysokou chemickou stabilitou, zkoušenou tepelnou expozici na 125.sup.o.n.C po dobu 400 hodin a zajištuje tepelný samozážeh pyrosystému při zvýšení jeho teploty na 245.sup.o.n.ŕ

Description

(57) Anotace:

Řešení se týká pyrotechnické zážehové slože pro technicky náročné iniciační systémy a extrémní podmínky použití, s výhodou použitelné pro systémy civilní pyrotechniky v oblasti automobilových bezpečnostních systémů airbagů a utahovačů automobilových pásů, jako Jsou squiby, obsahující zážehovou slož o složení dle vynálezu na bázi sodné soli kyseliny pikraminové, chlorlstanu draselného, simíku antimonitého a fluoroelastomeru VITONU B, kterým Je kopolymer vinyliden fluoridu, hexafluorpropylenu a tetraíluoretylenu v rozmezí hmotnostních dílů Jednotlivých komponent:

CZ 284 884 B6

Sodná sůl kyseliny pikraminové Chloristan draselný Sirník antimonitý VITON B až 40 hmotnostních dílů, až 60 hmotnostních dílů, až 30 hmotnostních dílů, až 8 hmotnostních dílů.

Tato zážehová slož o velikosti částic od 0,1 do 1,5 mm, nalaborovaná do squibu, zajišťuje spolehlivý zážeh vyvíječe plynu airbagu nebo pracovní náplně utahovače pásů i za extrémních podmínek, Jako je teplota od -35 °C do +85 C, vysoká relativní vlhkost, vysoké vibrace, vyznačuje se vysokou chemickou stabilitou, zkoušenou tepelnou expozici na 125 °C po dobu 400 hodin a zajišťuje tepelný samozážeh pyrosystému při zvýšení jeho teploty na 245 °C až 255 °C.

Pyrotechnická zážehová slož pro technicky náročné iniciační systémy a extrémní podmínky

Oblast techniky

Vynález se týká pyrotechnické zážehové slože pro systémy vojenské speciální techniky a civilní pyrotechniky v oblasti automobilových bezpečnostních systémů airbagů a utahovačů automobilových pásů. Tyto systémy jsou aktivovány pomocí třaskavých složí, které jsou citlivé na počáteční formy podnětu, jako jsou podněty mechanické (tření, nápich, náraz), podněty elektrické (el. jiskra) a podněty tepelné (zvýšená teplota, šleh plamene). Třaskavá slož však nesplňuje všechny požadavky, kladené na zážeh hlavní pracovní pyrotechnické náplně systému a nezajišťuje jeho požadovanou funkci i za extrémních podmínek a nezajišťuje jeho požadovanou funkci i za extrémních podmínek použití, a proto je požadované funkce dosahováno s použitím zážehových složí, které svými výhodnými vlastnostmi přenášejí zážeh na pracovní pyrotechnickou náplň pyrosystému.

Tyto zážehové slože musí mít spolehlivou funkci v prostředí extrémních teplot, vysokých relativních vlhkostí a extrémních vibrací, přičemž je na ně kladen požadavek vysoké chemické stability, bezzávadné funkce a spolehlivosti minimálně po dobu 15 let. Na zážehovou slož je rovněž kladen požadavek schopnosti tepelného samozážehu při zvýšené teplotě, který zamezuje výbuchu pracovní pyrotechnické náplně, vystavené zvýšené teplotě.

Dosavadní stav techniky

Na spolehlivou a dokonalou funkci systémů vojenské speciální techniky a civilní pyrotechniky v oblasti automobilových bezpečnostních systémů airbagů a utahovačů automobilových pásů má rozhodující vliv konstrukce a technologie zážehové slože, která přenáší, usměrňuje a zesiluje nedostatečný zážehový projev třaskavé slože na pracovní pyrotechnickou náplň pyrosystému a tím zajišťuje její požadovanou funkci i za extrémních podmínek použití. Třaskavá slož obaluje odporový drátek, který se po průchodu proudu, generovaného piezočidlem při nárazu automobilu, oteplí a uvolněným teplem ji zažehne.

Požadovanou vlastností zážehové slože je citlivost k reakčním zplodinám třaskavé slože, přesně definovaná rychlost chemické reakce, rychlost a množství vývinu tepla s definovaným obsahem tuhých částic a plynů ve zplodinách reakce, které jsou určující pro její zážehové schopnosti. Tyto vlastnosti musí být zachovány i za extrémních vlivů teplot, vlhkostí a vibrací i po expozici při zvýšené teplotě, které simuluje přirozené stárnutí slože aje měřítkem její chemické stability.

Pro dosažení těchto vlastností se používají zážehové slože na bázi černého střelného prachu o složení dusičnan draselný, síra, dřevné uhlí, bezdýmné střelné prachy s obsahem nitrocelulózy a nitroglycerinu a pyrotechnické směsi, kde jako oxidoval se používá dusičnan, chloristan nebo chlorečnan draselný s hořlavinami, jako jsou zirkonium, titan, bór, a pojidly, jako jsou nitrocelulóza, pryskyřice nebo síra. Tyto slože však nesplňují současně všechny požadované vlastnosti, zvláště požadavek vysoké chemické stability, vlastnost samozážehu při zvýšené teplotě a odolnost k vysoké vlhkosti, vibracím a extrémním teplotám.

Podstata vynálezu

Pyrotechnická zážehová slož na bázi sodné soli kyseliny pikraminové, chloristanu draselného, simíku antimonitého a fluoroelastomeru VITONU B, kterým je koopolymer vinyliden fluoridu, hexafluorpropylenu a tetrafluoretylenu, vyráběný F. Du Pont pod uvedeným obchodním názvem, se schopností samozážehu při teplotách od 245 °C do 255 °C, s vysokou chemickou stabilitou,

- 1 CZ 284884 B6 ověřovanou tepelnou expozicí na 125 °C po dobu 400 hodin, která simuluje přirozené stárnutí slože, a se schopností spolehlivého zážehu hlavní pyrotechnické náplně systémů vojenské speciální techniky a civilní pyrotechniky v oblasti automobilových bezpečnostních systémů airbagů a utahovačů automobilových pásů v extrémních podmínkách, jako je vysoká relativní vlhkost, teplota od -35 °C do +85 °C a vysoké vibrace.

Zážehová slož s obsahem uvedených komponent, tvořená granulátem o velikosti od 0,1 do 1,5 mm, technologicky připravená metodou granulace z roztoku VITONU B v těkavém rozpouštědle s následným lisováním a drcením tablet, zajišťuje vysokou citlivost k tepelnému projevu třaskavé slože a optimálním energetickým obsahem v reakčních zplodinách o vysoké tepelné kapacitě zajišťuje všechny požadované vlastnosti, kladené na její schopnost zážehu pracovní pyrotechnické náplně uvedených systémů, a to i za extrémních podmínek použití.

Příklady provedení vynálezu

Pyrotechnická zážehová slož pro technicky náročné iniciační systémy a extrémní podmínky použití je směsí sodné soli kyseliny pikraminové, chloristanu draselného, simíku antimonitého a VITONU B v uvedeném složení:

Sodná sůl kyseliny pikraminové:	19 hmotnostních dílů
Chloristan draselný:	58 hmotnostních dílů
Simík antimonitý:	19 hmotnostních dílů
VITON B:	4 hmotnostních dílů

Uvedená zážehová slož je vyrobena mechanickou homogenizací jednotkových komponent v 10% roztoku VITONU B v acetonu. Po odpaření rozpouštědla za teploty v rozmezí od 10 °C do 40 °C a atmosférickém tlaku je směs tranulována na velikost částic od 0,1 do 1,5 mm. Vzniklý granulát je dále mechanicky hutněn na hustotu od 1,5 g/cm³ až 2,5 g/cm³. Zhutněná pyrotechnická slož je rozdrcena na částice o velikosti od 0,2 až do 0,8 mm a je nalaborovaná do známého konstrukčního uspořádání sguibu, který je aktivovaný proudovým impulzem, přivedeným na odporový drátek, obalený třaskavou složí. Třaskavá slož je uvolněným teplem iniciována a přenáší tepelný podnět na zážehovou slož, která zajišťuje zážeh vyvíječe plynu airbagu nebo zážeh pracovní pyroslože utahovačů automobilových pásů i za extrémních podmínek provozu automobilu, jako jsou vibrace, relativní vlhkost a teploty v rozsahu od -35 °C do +85 °C.

Příklad naměřených hodnot v průběhu tlaku reakčních zplodin uvedené zážehové slože, namáhané teplotou 125 °C po dobu 400 hodin a sinusovými vibracemi o parametrech (3,5 g, 8 hodin, 6 až 2000 Hz) ve zkušební bombě o obsahu 2 cm³ v závislosti na čase od počátku proudového impulzu, přivedeného na odporový drátek squibu při extrémních teplotách, je uveden v tabulce č. 1.

Uvedená zážehová slož má vlastnost samozážehu při teplotě od 245 °C o 255 °C, který je ověřován zvyšováním teploty slože s tepelným gradientem 5 °C za minutu.

-2 CZ 284884 B6

Tabulka č. 1

Průběh tlaku při teplotě -35 °C

	pmax.	p₇ms	t₂Pa	t₅MPa	tpmax
průměr	8,37	6,70	1,50	1,73	2,75
max.	9,1	7,95	1,65	1,92	3,03
min.	7,8	6,12	1,38	1,59	1,80
st. odch.	0,37	0,30	0,08	0,10	0,37

Tabulka č. 2

Průběh tlaku při teplotě +85 °C

	pmax.	p₇ms	t₂Pa	t₅MPa	tpmax
průměr	9,64	8,34	1,28	1,42	2,93
max.	10,1	9,00	1,38	1,50	3,57
min.	9,0	7,50	1,20	1,32	2,40
st. odch.	0,33	0,52	0,05	0,05	0,34

Použité symboly:

pmax.:	maximální tlak reakčních zplodin,
p₇ms:	tlak v 7 ms v MPa,
t₂Pa:	čas v 0,2 MPa,
t₅Pa:	čas v 5 MPa,
tpmax:	čas v maximálním tlaku v ms.

Průmyslová využitelnost

Pyrotechnickou zážehovou slož pro technicky náročné iniciační systémy civilní pyrotechniky v oblasti automobilových bezpečnostních systémů. S výhodou lze využít její spolehlivé zážehové vlastnosti v konstrukci squibu, určeného pro zážeh vyvíječe plynu airbagu nebo pro zážeh pracovní pyroslože utahovačů automobilových pásů, a to v náročných podmínkách prostředí provozu automobilu, jako je teplota v oblasti od -35 °C do +85 °C, maximální relativní vlhkost, vibrace, její vysokou chemickou stabilitu, která je ověřovaná zkouškou umělého stárnutí při teplotě 125 °C po dobu 400 hodin a vlastnost tepelného samozážehu při teplotě od 245 °C do 255 °C, který zamezuje výbuchu pracovní náplně vyvíječe plynu airbagu nebo utahovače pásů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Pyrotechnická zážehová slož pro technicky náročné iniciační systémy a extrémní podmínky v automobilových bezpečnostních systémech, jako jsou squiby airbagů a utahovačů automobilových pásů, vyznačující se tím, že je tvořena z 10 až 40 hmotnostních dílů sodné soli kyseliny pikraminové, z 30 až 60 hmotnostních dílů chloristanu draselného, z 10 až 30 hmotnostních dílů simíku antimonitého a z 1 až 8 hmotnostních dílů kopolymeru vinyliden fluoridu, hexafluorpropylenu a tetrafluoretylenu, se schopností vysoké chemické stability při tepelném namáhání teplotou 125 °C a době 400 hodin, schopností samozážehu při teplotě nad 245 °C a se schopností spolehlivého zážehu při teplotách od -35 °C do +85 °C při relativní vlhkosti až 100 % a vysokých vibracích.
2. Způsob výroby pyrotechnické zážehové slože podle nároku 1, vyznačující se tím, že jednotlivé komponenty jsou mechanicky smíseny v 1% až 10% roztoku kopolymeru vinyliden fluoridu, hexafluorpropylenu a tetrafluoretylenu v acetonu, přičemž po odpaření rozpouštědla v rozmezí teplot od 10 °C do 40 °C a atmosférickém tlaku jsou následně granulovány a vzniklé granulované částice jsou hutněny a drceny.
3. Způsob výroby pyrotechnické zážehové slože podle nároku 2, vyznačující se tím, že je tvořena granulátem o velikosti od 0,1 do 1,5 mm.