CZ296695B6

CZ296695B6 - Zapalovací prvek a roznetná sloz

Info

Publication number: CZ296695B6
Application number: CZ0070797A
Authority: CZ
Inventors: Faber@Günther; Zöllner@Helmut
Original assignee: Delphi Technologies, Inc.
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 2006-05-17
Also published as: JPH10505573A; ATE210619T1; KR100407715B1; DE59509947D1; EP0781260B1; EP0781260A1; EP1110928A1; WO1996008454A1; PL319093A1; PL181960B1; CZ70797A3; DE19533487A1; KR970706215A

Abstract

Zapalovací prvek sestává z kombinace dvou roznetných slozí. První roznetná sloz, neboli sloz se zhavicím vláknem, obsahuje nejméne jednu iniciacní trhavinu, nejméne jednu prísadu odvádející teplo, nejméne jeden oxidacní prostredek a pojivo, a druhá roznetná sloz, neboli výkonová sloz, obsahuje nejméne jednu slozku, která vyrábí horké reakcní cástice, oxidacní prostredek a pojivo. Roznetná sloz sestává z nejméne jedné iniciacní trhaviny, vybrané z azidu olovnatého, diazodinitrofenolu, azidu stríbrného, pikrátu nebo trizinátu, s výhodou pikrátu ovovnatého, a z nejméne jedné prísady odvádející teplo, vybrané ze zirkonu, hliníku, titanu, ferrotitanu, z boridu a hydridu uvedených kovu, s výhodouze zirkonu, boridu zirkonicitého nebo hydridu zirkonicitého, z oxidacního prostredku, zvoleného z dusicnanu alkalických kovu, dusicnanu kovu alkalických zemin, z chlorecnanu alkalických kovu, chlorecnanu kovu alkalických zemin nebo chloristanu kovu alkalických zemin, s výhodou z KClO.sub.3.n. nebo KClO.sub.4.n. a z pojiva, vybraného z polyvinylacetátu, polysulfonu nebo polyethersulfonu, s výhodoupolyvinylacetátu.

Description

Zapalovací prvek a roznětná slož

Oblast techniky

Vynález se týká zapalovacího prvku z kombinace dvou roznětných složí a roznětné slože.

Dosavadní stav techniky

Účinek zapalovacích prostředků a zapalovacích prvků je v podstatě určen dvěma faktory. Za prvé mají být reakční produkty podle možnosti bohaté na částice a tyto částice mají být co možná horké, za druhé musí být pro částice k dispozici dopravní plyn, aby částice co nejlépe pronikly výměnnou náplní. Rovněž dopravní plyn má mít přiměřeně vysokou teplotu, aby se udržela teplota částic. Zapalovací prostředky a zapalovací prvky, které obsahují pyrotechnické palivo na bázi B/KNO₃ nebo Ti/Ba/NO₃/₂ nebo TiH_x/Ba/NO₃/₂ s x < 1 nebo Zr/Ba/NO₃/₂ a nitrocelulózu, ale i zapalovací prostředky a zapalovací prvky, které obsahují zirkon a chloristan draselný, obecně tyto požadavky splňují.

Vedle těchto základních požadavků kladených na výkon mají ale i jiné vlastnosti, které se týkají citlivosti a bezpečnosti těchto zapalovacích prostředků a zapalovacích prvků, zcela rozhodující význam pro kvalitu a použitelnost takových zapalovacích prostředků a zapalovacích prvků. Tyto vlastnosti, takzvané elektrické charakteristické údaje jsou citlivost zapalování (Aze), citlivost zapalování (Azu) a citlivost zapalování (Azvz) jednotlivých roznětných složí. Citlivost zapalování přitom vypovídá něco o bezpečnosti a citlivosti zapalování, popřípadě doba průtahu cosi o citlivosti zapalování roznětných složí. Až dosud jsou známy buď roznětné slože s dostatečně vysokou citlivostí zapalování, avšak s příliš vysokými hodnotami citlivosti zapalování, popřípadě coby průtahu, to znamená s příliš malou citlivostí zapalování, nebo roznětné slože s dostatečně malou citlivostí zapalování a dobou průtahu, ale ne s dostatečnou necitlivostí zapalování.

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu bylo připravit zapalovací prostředky a zapalovací prvky, dále krátce nazývané zapalovací prvky, které vedle dostačujícího výkonu podle účelu použití mají jemně odstupňované hodnoty citlivosti zapálení a necitlivosti zapálení, aniž by se podstatně ovlivnila doba průtahu.

Uvedený úkol splňuje zapalovací prvek v kombinaci dvou roznětných složí podle prvního provedení, podle vynálezu, jehož podstatou je, že první roznětná slož, neboli slož se žhavicím vláknem, obsahuje nejméně jednu iniciační trhavinu, nejméně jednu přísadu odvádějící teplo, nejméně jeden oxidační prostředek a pojivo a druhá roznětná slož, neboli výkonová slož, obsahuje nejméně jednu složku, která vyrábí horké reakční částice, oxidační prostředek a pojivo.

Uvedený úkol dále splňuje zapalovací prvek z kombinace dvou roznětných složí podle druhého provedení, podle vynálezu, jehož podstatou je, že první roznětná slož, neboli slož se žhavicím vláknem, obsahuje iniciační trhavinu odvádějící teplo nebo iniciační trhavinu odvádějící teplo s přísadou odvádějící teplo a pojivo, a druhá roznětná slož, neboli výkonová slož, obsahuje nejméně jednu složku, která vyrábí horké reakční částice, oxidační prostředek a pojivo.

Podle vynálezu byl tedy úkol vyřešen přípravou a kombinací dvou roznětných složí, které se liší svými vlastnostmi. Přitom je první roznětná slož takzvanou složí se žhavicím vláknem zodpovědná za elektrické charakteristické údaje, zatímco druhá roznětná slož, takzvaná výkonná slož, je zodpovědná za výkon. S překvapením bylo konstatováno, že pro zvýšení necitlivosti zapalování slože se žhavicím vláknem bez ovlivnění doby průtahu má zvláštní význam zabezpečení velkého

-1 CZ 296695 B6 odvádění tepla ve složí se žhavicím vláknem. Toho se podle vynálezu dosáhne přísadou, která je schopna odvádět teplo. Tato přísada odvádějící teplo se vybere z látek, které, jak je známo, mohou pohlcovat teplo a tím odebírat teplo okolí. Příklady pro takové látky mohou být anorganické nebo organické povahy, jako například kovy, sloučeniny kovů nebo organokovové sloučeniny.

Uvedený úkol dále splňuje roznětná slož, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z nejméně jedné iniciační trhaviny, vybrané z azidu olovnatého, diazodinitrofenolu, azidu stříbrného, pikrátu nebo trizinátu, s výhodou pikrátu olovnatého, a z nejméně jedné přísady odvádějící teplo, vybrané ze zirkonu, hliníku, titanu, ferrotitanu, z boridů a hydridů uvedených kovů, s výhodou ze zirkonu, boridu zirkoničitého nebo hydridu zirkoničitého, z oxidačního prostředku, zvoleného z dusičnanu alkalických kovů, dusičnanů kovů alkalických zemin,, z chlorečnanů alkalických kovů, chlorečnanů kovů alkalických zemin nebo chloristanů kovů alkalických zemin, s výhodou z KC1O₃ nebo KC1O₄ a z pojivá, vybraného z polyvinylacetátu, polysulfonu nebo polyethersulfonu, s výhodou polyvinylacetátu.

V této první formě provedení slože se žhavicím vláknem se tedy podle vynálezu jako složky odvádějící teplo používají kovy nebo sloučeniny kovů. Jako kovy se používají s výhodou zirkon, hliník, titan a/nebo ferrotitan. Zejména výhodný je zirkon. Jako sloučeniny kovů se mohou používat například boridy a hydridy jmenovaných kovů. Zejména vhodný je borid zirkoničitý a hydrid zirkoničitý. Vedle těchto kovových přísad odvádějících teplo obsahuje slože se žhavicím vláknem zapalovacích prvků podle vynálezu nejméně jednu iniciační trhavinu, například azid olovnatý, diazodinitrofenol, azid stříbrný, trizinát nebo pikrát, s výhodou pikrát olovnatý, stejně jako dusičnany alkalických kovů nebo dusičnany alkalických zemin, chlorečnany alkalických kovů nebo chlorečnany alkalických zemin, chloristany alkalických kovů nebo chloristany alkalických zemin, s výhodou KC1O₃ a/nebo KC1O₄, zejména je výhodný KC1O₄ a pojivo. Pojivo zodpovídá nejen za spojení jednotlivých součástí, nýbrž i za odolnosti zapalovacích prvků vůči teplotě; mají mít odolnost vůči teplotě > 85 °C. Pojivá vhodná podle vynálezu jsou proto polyvinylacetát, polysulfon nebo polyethersulfon. S výhodou se používá polyvinylacetát. Zatímco přísada odvádějící teplo má zvyšovat necitlivost zapálení, je použitá iniciační trhavina zodpovědná za zabezpečení potřebné citlivosti zapálení. Vhodné slože se žhavicím vláknem podle vynálezu se u první formy provedení skládají ze 20 až 80 dílů iniciační trhaviny, s výhodou pikrátu olovnatého, 20 až 80 dílů směsi sestávající z přísady odvádějící teplo a oxidačního prostředku a 1 až 6 dílů pojivá. Směs sestávající z přísady odvádějící teplo a oxidačního prostředku se skládá ze 60 až 90 dílů přísady odvádějící teplo a 10 až 40 dílů oxidačního prostředku.

Uvedený úkol dále splňuje roznětná slož, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z iniciační trhaviny odvádějící teplo, z pojivá s odolností vůči teplotě > 85 °C a popřípadě z přísad odvádějících teplo, vybraných ze zirkonu, hliníku, titanu, ferrotitanu, z boridů a hydridů uvedených kovů, s výhodou ze zirkonu, boridu zirkoničitého nebo hydridu zirkoničitého.

U této druhé formy provedení slože se žhavicím vláknem se jako složka odvádějící teplo podle vynálezu používá iniciační trhavina odvádějící teplo, s výhodou azid stříbrný, popřípadě v kombinaci s dalšími složkami odvádějícími teplo, jako například kovy, sloučeninami kovů nebo organokovovými sloučeninami. Jako kovy se u této formy provedení používají zirkon, hliník, titan a/nebo ferrotitan, jako sloučeniny kovů boridy a hydridy, s výhodou borid zirkoničitý a hydrid zirkoničitý. Zvláštní výhoda při použití azidu stříbrného spočívá v tom, že funguje současně jako přísada odvádějící teplo a jeho vlastnosti jako iniciační trhaviny zlepšuje citlivost zapálení. Jestliže se podle vynálezu použije výlučně azid stříbrný, pak sestává slož se žhavicím vláknem ze 100 dílů azidu stříbrného a 1 až 6, s výhodou 4, dílů pojivá. Jako pojivo se stejnými funkcemi jako u první formy provedení se s výhodou používá polyvinylacetát.

Uvedený úkol dále splňuje roznětná slož, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává ze složky, která vybírá horké reakční částice, z oxidačního prostředku a z pojivá s odolností vůči teplotě > 85 °C.

-2CZ 296695 B6

Složka vyrábějící horké reakční částice s výhodou sestává ze zirkonu v různých krystalických modifikacích, z titanu nebo z jejich směsí. Oxidačním prostředkem je s výhodou KC1O₃ a/nebo KC1O₄. Pojivém je s výhodou polyvinylacetát, polysulfon nebo polyethersulfon, s výhodou polyvinylacetát.

Výkonová slož podle vynálezu sestává ze složky, která vyrábí horké reakční částice, výše uvedeného oxidačního prostředku a jmenovaného pojivá. Jako složka, která vyrábí horké reakční částice, je vhodný zirkon ve svých různých krystalových modifikacích, titan nebo jejich směsi. Jako oxidační prostředek se může používat například KC1O₃ a/nebo KC1O₄, s výhodou KC1O₄. Jako pojivo se používají s výhodou tytéž látky jako pro slož se žhavicím vláknem. Podle vynálezu vhodné výkonové slože se skládají ze 30 až 80 dílů zirkonu, titanu nebo jejich směsí, 20 až 70 dílů oxidačního prostředku, s výhodou KC1O₄, a 1 až 6 dílů pojivá. S výhodou se používá směs sestávající ze 60 dílů zirkonu, 40 dílů KC1O₄ a 4 dílů polyvinylacetátu.

Roznětné slože podle vynálezu se mohou používat rozmanitým způsobem samotné nebo v kombinaci. Jestliže se slož se žhavicím vláknem podle vynálezu kombinuje s výkonovou složí podle vynálezu, tak vzniknou jemně odstupňované zapalovací prvky.

Příklady provedení vynálezu

Zapalovací prvky podle vynálezu se vyrábějí například následovně. Složky slože se žhavicím vláknem a složky výkonové slože se prosejí a suspendují v pojivu rozpouštěném ve vhodném rozpouštědle. Jestliže se jako pojivo použije polyvinylacetát, tak je vhodným rozpouštědlem butylacetát. Tato suspenze se vytvoří tak, aby bylo možné do ní namáčet, to znamená, že se odpovídajícím způsobem nastaví viskozita. Přitom má význam zejména to, aby složky během namáčení nesedimentovaly. Aby se toto zaručilo, tak se suspenze roznětné slože například homogenizuje za bezpečnostních opatření opatrným zamícháním. Zápalné prvky se obecně vyrobí ve tvaru roznětné kapsle. Používané roznětná kapsle sestává ze dvou podlouhlých pólových nosičů (lamel), které jsou spojeny pomocí izolujícího můstku a žhavicího můstku, spojujícího pólové nosiče. Takové základní těleso roznětné kapsle se namočí vícekrát do suspenze roznětné slože, a to tak, aby 1. roznětná slož obklopovala žhavicí můstek. Namáčení se opakuje tolikrát, dokud se nanášené množství směsi slože se žhavicím vláknem nenanese v postačující míře pro ten který účel použití. Pro 1. roznětnou slož se osvědčilo množství 6 až 10 mg. Mezi jednotlivými pochody namáčení se rozpouštědlu dá možnost, aby se odpařilo. Po složí se žhavicím vláknem se stejným způsobem nanáší výkonová slož jako obal okolo slože se žhavicím vláknem. I u této slože se pochod namáčení opakuje tolikrát, dokud se nenanese postačující množství směsi výkonové slože pro ten či onen účel použití. Jako hmotnost roznětné slože pro celou roznětnou kapsli se osvědčilo 50 až 100 mg, s výhodou 65 až 85 mg. Poté se roznětná kapsle sušila 24 hodin, pak se ještě povlékla 20% lakem z právě použitého pojivá a opět se sušila 48 hodin.

Roznětné slože podle vynálezu se mohou podle právě použitého pojivá používat u zápalných prvků odolných vůči vysokým teplotám. Jestliže se jako pojivo použije například polysulfon nebo polyethersulfon, mohou se roznětné slože podle vynálezu používat při teplotách až do 250 °C. Zápalné prvky podle vynálezu jsou vhodné zejména pro zapálení hnacích náloží, které potřebují dlouhé doby působení s horkými plameny, jakož i pro necitlivé hnací nálože, u kterých jsou zapotřebí horké kovové částice.

Vynález blíže vysvětlují směsi roznětných složí, uvedené v tabulce 1.

Jako vlákna byla použita:

vlákno I: Cr/Ni vlákno II: Cr/Ni vlákno III: Cr/Ni

2938 ohm/m, žhavicí, tvrdé, 0,5 mm

2823 ohm/m, žhavicí, měkké, 0,5 mm

2827 ohm/m, žhavicí tvrdé, 0,5 mm vlákno vlákno vlákno

IV: Cr/Ni 2631 ohm/m, žhavicí, měkké, 0,7 mm

V: Cr/Ni 2649 ohm/m, žhavicí, tvrdé, 0,7 mm

VI: Cr/Ni 2649 ohm/m, žhavicí, tvrdé, 0,5 mm tS áZ a Λ

Λ Η

	t	I ooi 1	100		>	! 308 \|	[ 605 \|	CA Ό θ’
	1 40 J	1 09 1	o o Tj-		>	\| 280 \|	\| 678 I	rCM
	1 40 \|	1 09 1	o o Ό rj·	q·	4 ř—1	I 272 1	i 587 \|	! 1,09
cn	1 40 \|	1 09 1	O O Ό Tt	Tj·	1—4	263 \|	550 \|	01Ί
CM	1 50 \|	1 50 i	O O O TT	q·	> >—«	1 245 \|	\| 640 I	r*
-	1 50 \|	1 50 \|	o o Ό -q-		—	\| I	\| 546 1	xř O
Příklad	lpikrát (díly)	\|směs (díly)	(sestávající z přísad odvádějících teplo (díly) a KC10₄ (díly))	\|mowilith (díly)	\|žhavicí vlákno	\|Azu (mA)	ÍAze (mA)1	E N > N <

s > O >Q

Cd u

O

Cu

X>

a

H

CM	0 cn	70	0 0 00 CM		>—< >	304	1 579 1	1,02
«·““<	40 1	09 1	O O OO CM		>	256 1	538 \|	0,77
0 T—<	40	0 v?	O 0 00 CM	T	>—4 j—1 ►—1	260 \|	513 \|	0,76
CA	50	50	O O 00 CM	T	hM b-4	238 \|	499 \|	0,73
00	1 50 1	50	O O 00 CM	M*	>	236 \|	550 \|	0,84
Γ-	1 50 1	1 50 \|	O O 00 CM		>—1	Tt cn Cn	5 J 3 \|	c> oc 0
Příklad	jpikrát (díly)	\|směs (díly) \|	(sestávající z přísad odvádějících teplo (díly) a KCIO4 (díly))	Imowilith (díly) \|	\|žhavicí vlákno \|	\|Azu (mA) \|	\|Aze (mA) \|	\|Azvz (ms)

Claims

1. Zapalovací prvek z kombinace dvou roznětných složí, vyznačující se tím, že první roznětná slož, neboli slož se žhavicím vláknem, obsahuje nejméně jednu iniciační trhavinu, nejméně jednu přísadu odvádějící teplo, nejméně jeden oxidační prostředek a pojivo, a druhá roznětná slož, neboli výkonová slož, obsahuje nejméně jednu složku, která vyrábí horké reakční čás- io tice, oxidační prostředek a pojivo.

2. Zapalovací prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že iniciační trhavinu slože se žhavicím vláknem tvoří azid olovnatý, diazodinitrofenol, azid stříbrný, pikrát nebo trizinát, s výhodou pikrát olovnatý.

3. Zapalovací prvek z kombinace dvou roznětných složí, vyznačující se tím, že první roznětná slož, neboli slož se žhavicím vláknem, obsahuje iniciační trhavinu odvádějící teplo nebo iniciační trhavinu odvádějící teplo s přísadou odvádějící teplo a pojivo, a druhá roznětná slož, neboli výkonová slož, obsahuje nejméně jednu složku, která vyrábí horké reakční částice,

20 oxidační prostředek a pojivo.

4. Zapalovací prvky podle nároku 3, vyznačující se tím, že iniciační trhavinou odvádějící teplo je azid stříbrný.

25

5. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků 1 až 4, vy z n a č uj í c í se t í m , že jako přísadu odvádějící teplo tvoří anorganické nebo organické látky pohlcující teplo, s výhodou kovy, sloučeniny kovů nebo organokovové sloučeniny.

6. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že přísadou 30 odvádějící teplo je zirkon, hliník, titan, ferrotitan, sloučeniny kovů, s výhodou borid zirkoničitý nebo hydrid zirkoničitý, nebo směs těchto přísad odvádějících teplo.

7. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků 1 a 6, vyznačující se tím, že složka vyrábějící horké reakční částice ve výkonové složi sestává ze zirkonu v různých krystalových

35 modifikacích, z titanu nebo z jejich směsí.

8. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že oxidačním prostředkem je KC1O₃ a/nebo KC1O₄.

40

9. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že pojivém je polyvinylacetát, polysulfon nebo polyethersulfon, s výhodou polyvinylacetát.

10. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že slož se žhavicím vláknem sestává ze 20 až 80 dílů pikrátu, 80 až 20 dílů směsi z přísady odvádějící 45 teplo, tvořené anorganickými nebo organickými látkami pohlcujícími teplo, s výhodou kovy, sloučeninami kovů nebo organokovovými sloučeninami, a z oxidačního prostředku, tvořeného KC1O₃ a/nebo KC1O₄, a z 1 až 6 dílů pojivá, tvořeného polyvinylacetátem, polysulfonem nebo polyethersulfonem, s výhodou polyvinylacetátem, s výhodou ze 4 dílů tohoto pojivá.

50

11. Zapalovací prvek podle nároku 10, vyznačující se tím, že směs z přísady odvádějící teplo a oxidačního prostředku sestává ze 60 až 90 dílů přísady odvádějící teplo a z 10 až 60 dílů KC1O₄.

12. Zapalovací prvek podle jednoho z nároků 3 až 9, vyznačující se tím, že slož se žhavicím vláknem sestává ze 100 dílů iniciační trhaviny odvádějící teplo, s výhodou z azidu stříbrného, a z 1 až 6 dílů, s výhodou 4 dílů, pojivá.

13. Roznětná slož, vyznačující se tím, že sestává z nejméně jedné iniciační trhaviny vybrané z azidu olovnatého, diazodinitrofenolu, azidu stříbrného, pikrátu nebo trizinátu, s výhodou z pikrátu olovnatého, a z nejméně jedné přísady odvádějící teplo vybrané ze zirkonu, hliníku, titanu, ferrotitanu, z boridů a hydridů uvedených kovů, s výhodou ze zirkonu, boridu zirkoničitého nebo hydridu zirkoničitého, z oxidačního prostředku zvoleného z dusičnanů alkalických kovů, dusičnanů kovů alkalických zemin, zchlorečnanů alkalických kovů, chlorečnanů kovů alkalických zemin nebo chloristanů kovů alkalických zemin, s výhodou z KC1O₃ nebo KC1O₄, a z pojivá vybraného z polyvinylacetátu, polysulfonu nebo polyethersulfonu, s výhodou zpolyvinylacetátu.

14. Roznětná slož podle nároku 13, vyznačující se tím, že sestává z 20 až 80 dílů iniciační trhaviny, s výhodou z 20 až 80 dílů pikrátu, z 80 až 20 dílů směsi z přísady odvádějící teplo a oxidačního prostředku a z 1 až 6 dílů pojivá, s výhodou ze 4 dílů pojivá.

15. Roznětná slož podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že směs z přísady odvádějící teplo a oxidačního prostředku sestává z 60 až 90 dílů přísady odvádějící teplo a z 10 až 40 dílů KC1O₄.

16. Roznětná slož, vy z n a č uj í c í se t í m , že sestává z iniciační trhaviny odvádějící teplo, z pojivá s odolností vůči teplotě > 85 °C, a popřípadě z přísad odvádějících teplo vybraných ze zirkonu, hliníku, titanu, ferrotitanu, z boridů a hydridů uvedených kovů, s výhodou ze zirkonu, boridu zirkoničitého nebo hydridu zirkoničitého.

17. Roznětná slož podle nároku 16, vyznačující se tím, že jako iniciační trhavinu odvádějící teplo obsahuje azid stříbrný.

18. Roznětná slož, vyznačující se tím, že se sestává ze složky, která vyrábí horké reakční částice, z oxidačního prostředku a z pojivá s odolností vůči teplotě > 85 °C.

19. Roznětná slož podle nároku 18, vyznačující se tím, že složka vyrábějící horké reakční částice sestává ze zirkonu v různých krystalických modifikacích, z titanu nebo z jejich směsí.

20. Roznětná slož podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že oxidačním prostředkem je KC1O₃ a/nebo KC1O₄.

21. Roznětná slož podle jednoho z nároků 18 až 20, vyznačující se tím, že pojivém je polyvinylacetát, polysulfon nebo polyethersulfon, s výhodou polyvinylacetát.