CZ30994U1 - Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření - Google Patents
Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření Download PDFInfo
- Publication number
- CZ30994U1 CZ30994U1 CZ2017-33939U CZ201733939U CZ30994U1 CZ 30994 U1 CZ30994 U1 CZ 30994U1 CZ 201733939 U CZ201733939 U CZ 201733939U CZ 30994 U1 CZ30994 U1 CZ 30994U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- squib
- composition
- flame retardant
- extended
- pyrotechnic composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 52
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 12
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- NDEMNVPZDAFUKN-UHFFFAOYSA-N guanidine;nitric acid Chemical compound NC(N)=N.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O NDEMNVPZDAFUKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 7
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L magnesium stearate Chemical compound [Mg+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 235000019359 magnesium stearate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 claims description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 3
- -1 titanium hydride Chemical compound 0.000 description 3
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká sekundární pyrotechnické slože s prodlouženou dobou hoření pro použití hlavně v elektrických iniciátorech typu GTMS (squibech) nebo v jiných iniciátorech laborovaných pyrotechnickými složemi. Tato pyrotechnická slož najde uplatnění především v aktuátorech s vysokou tepelnou odolností.
Dosavadní stav techniky
Jak je známo v daném oboru, elektrické iniciátory s lisovanými složemi jsou velice často vyráběny na bázi třaskavých složí nebo na bázi směsí zirkonia s dalšími látkami, jako jsou oxidovadla, paliva a pojivá. Tyto směsi jsou v obou případech dosti brizantní (velmi rychle vybuchující). Protože tato vlastnost není výhodná pro zážehy dalších energetických materiálů v pyrotechnickém řetězci, používají se jako sekundární slože energetické materiály nejčastěji na bázi směsí chloristanu draselného s titanem, chloristanu draselného s hydridem titanu, chloristanu draselného s borem a dusičnanu draselného s borem. Běžný squib pro použití v automobilních bezpečnostních systémech a obsahující tyto slože dosahuje tlakového maxima v testovací nádobě o objemu 3 cm3 typicky od 0,1 ms do 6 ms.
Takový průběh tlaku je nevyhovující zejména v systémech na ochranu chodců, neboť způsobí enormní skokový nárůst síly (z nuly řádově na 103 až 106 N) v systému zdvihaěe kapoty na začátku funkce, což zapříčiní jeho nebezpečné deformace nebo aspoň jeho rozkmitání, které se přenáší i na celou kapotu. To zhoršuje výslednou hodnotu HIC (head impact criteria), která je důležitá pro ochranu chodců. Další nevýhodou tohoto průběhu je skutečnost, že pokud v krátkém časovém úseku do 5 ms shoří veškeré slože, následně tlak v systému rychle klesá. Ale kapota se typicky zvedá až do doby cca 30 ms a pro hladký a optimální průběh zdvihám je vhodnější pozvolnější vývin tlaku v systému v delším časovém intervalu.
Pro použití v systémech pro ochranu chodců proto nastává potřeba dosahovat i delších časů hořem optimalizací systémů pyrotechnických složí. Doposud je toho dosahováno použitím speciálních konstrukčních řešení. Jedním z nich je složitější vyšší celek - tzv. mikrovyvíječ plynů, kde je použit squib podle popisu výše a přídavná náplň propelentu umístěná v dalším odděleném kalíšku, viz např. řešení podle dokumentu WO 2016136621(Al). Další řešení popsané v patentu CZ 303856 využívá dlouhodobého vyvíječe plynů na bázi squibu s dvěma kalíšky a odhoříváním po vrstvách, což je řešení náročnější na výrobu. Jiná popsaná řešení spočívají v použití výše popsaných squibů a doplnění přídavné náplně propelentu do dutiny pístu v jeho zadní části (dokument WO 2009 FR52270 2009 1124) nebo v jeho přední části (dokument AT 516050 A4). Ve všech výše popsaných případech jsou zřejmé určité nevýhody dané náročnější konstrukcí, například použitím druhého kalíšku nebo obalu na propelent, což je spojeno s problémem zatěsnění propelentu a spolehlivostí jeho zážehu, pokud se nachází ve větší vzdálenosti od squibu.
Podstata technického řešení
Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých způsobů řešení aktuátorů s delší dobou funkce do značné míry odstraňuje sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá vtom, že sekundární pyrotechnická slož, vytvořená na bázi nitrátu guanidinu, obsahuje 50 až 65 % hmotn. nitrátu guanidinu, 48 až 33 % hmotn. chloristanu draselného a 1 až 5 % hmotn. modifikačních a/nebo zpracovatelských přísad, kterými jsou moderátory hoření, pojivá a/nebo přísady pro zlepšení lisování.
Sekundární pyrotechnická slož pro squib podle technického řešení má s výhodou střední velikost částic nitrátu guanidinu v rozmezí 10 až 80 mikrometrů a střední velikost částic chloristanu draselného v rozmezí 15 až 100 mikrometrů.
Sekundární pyrotechnická slož, podle technického řešení, s výhodou obsahuje jako moderátor hoření wolfram. Jako pojivo je zde s výhodou použit polyvinylalkohol, polyvinylbutyral a/nebo
-1 CZ 30994 Ul polyvinylacetát. Jako přísada pro zlepšení lisování je s výhodou použita látka ze skupiny obsahující grafit, stearát hořečnatý, stearát vápenatý, stearát zinečnatý a/nebo směsi těchto látek.
Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle technického řešení má nejen pomalejší hoření, ale také vysokou teplotní stabilitu a snášenlivost s primární složí. Tím je dána její zásadní výhodnost z hlediska konstrukce squibu, neboť taková sekundární slož může být umístěna s primární složí v jediném kalíšku.
Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle technického řešení zajistí delší dobu vývinu plynů delší než 6 ms, s výhodou kolem 15 až 25 ms nebo i více. Přitom má tato slož také vysokou teplotní odolnost a stabilitu, takže po zátěži při teplotě 120 °C po dobu 1500 hodin je ve finálním výrobku zcela funkční.
Objasnění výkresu
K doložení účinku technického řešení slouží přiložené výkresy, obsahující graf z testování squibů s běžnými, rychle hořícími sekundárními složemi a se sekundární složí s delší dobou hoření podle technického řešení - obr. 1, znázorňující balistiku squibu:
s běžnou rychle hořící sekundární složí bor/dusičnan draselný (křivka 1) s tlakovým maximem kolem 4 ms, s běžnou rychle hořící sekundární složí hydrid titanu/chloristan draselný s tlakovým maximem kolem 2 ms (křivka 2), s pomalu hořící složí podle technického řešení (křivka 3) s tlakovým maximem posunutým do 14 ms (viz dále příklad 2), s pomalu hořící složí podle technického řešení (křivka 4) s tlakovým maximem posunutým do 30 ms (viz dále příklad 3).
Příklady uskutečnění technického řešení
K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží následující příklady konkrétního provedení sekundárních složí s prodlouženou dobou hoření, určené pro squiby do aktuátorů s vysokou teplotní odolností.
Příklad 1
Sekundární slož pro squiby do aktuátorů s vysokou teplotní odolností a laborovaná lisováním, obsahovala 59 % hmotn. nitrátu guanidinu o velikosti částic 50 mikrometrů, 40 % hmotn. chloristanu draselného o velikosti částic 80 mikrometrů a 1 % hmotn. pojivá - polyvinylbutyralu.
Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle tohoto příkladu má ve srovnání s dosud známými složemi pomalejší hoření, ale také vysokou teplotní stabilitu a snášenlivost s primární složí.
Příklad 2
Sekundární slož pro squiby do aktuátorů s vysokou teplotní odolností a laborovaná lisováním, obsahovala 50 % hmotn. nitrátu guanidinu o velikosti částic 10 mikrometrů, 45 % hmotn. chloristanu draselného, o velikosti částic 16 mikrometrů, 0,5 % hmotn. wolframu jako moderátoru hořem, 3,5 % hmotn. pojivá - polyvinylalkoholu a 1 % hmotn. přísady pro zlepšení lisování stearátu hořečnatého.
Pro demonstraci vlastností této slože slouží v obr. 1 křivka č. 3. Porovnání je provedeno ve tvarově a konstrukčně shodném squibu, kde je 60 mg stejné primární slože a jako sekundární slož je u křivky č. 1 použito běžné sekundární slože bor/dusičnan draselný a u křivky č. 2 běžná sekundární Slož hydrid titanu/chloristan draselný. Na křivkách 1 a 2 je vidět, že obě sekundární slože hoří víceméně stejnou rychlostí, jakou hoří primární slož, a k jejich dohoření dochází ještě před uplynutím 5 ms po aktivaci výrobku. Na křivce č. 3, představující chování slože podle tohoto příkladu, je vidět první velmi rychlý nárůst tlaku, který odpovídá shoření primární slože, pak
CZ 30994 Ul následuje druhý pozvolný nárůst tlaku s maximem kolem 30 ms, který je způsoben hořením sekundární slože s delší dobou hoření.
Příklad 3
Sekundární slož s prodlouženou dobou hoření pro squiby do aktuátorů s vysokou teplotní odolností a laborovaná lisováním, obsahovala 62 % hmotn. nitrátu guanidinu, o velikosti částic 90 mikrometrů 33 % hmotn. chloristanu draselného o velikosti částic 125 mikrometrů a 4 % hmotn. moderátoru hoření - wolframu, dále 0,5 % pojivá - polyvinylacetátu a 0,5 % přísady pro zlepšení lisování - stearátu zinečnatého ve směsi s grafitem v hmotn. poměru 1:1.
Pro demonstraci vlastností této slože je uvedena v obr. 1 křivka č. 4. Na křivkách 1 a 2 je vidět, že obě sekundární slože hoří víceméně stejnou rychlostí, jakou hoří primární slož, a k jejich dohoření dochází ještě před uplynutím 5 ms po aktivaci výrobku. Na křivce č. 4, představující chování slože podle tohoto příkladu, je vidět první velmi rychlý nárůst tlaku, který odpovídá shoření primární slože, načež následuje druhý pozvolný nárůst tlaku s maximem kolem 17 ms, který je způsoben hořením sekundární slože s delší dobou hoření.
Průmyslová využitelnost
Sekundární slož s prodlouženou dobou hoření pro squiby podle technického řešení je využitelná především pro ty aplikace, kde je třeba vykonávat určitou práci v delším časovém úseku, například v aktuátorech pro automobilní systémy pro ochranu chodců. Od těchto systémů se vyžaduje, aby uskutečnily pozvolné a postupně zrychlované zvednutí kapoty do času 30 ms. K docílení takového účinku dojde s využitím sekundární slože podle technického řešení, která zajistí delší dobu vývinu plynů a tím i požadovaný mechanický úkon v daném časovém režimu, což doposud s použitím samotného squibu s běžnou sekundární složí, nebylo dosažitelné.
Claims (5)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření, vytvořená na bázi nitrátu guanidinu, vyznačující se tím, že obsahuje 50 až 65 % hmotn. nitrátu guanidinu, 48 až 33 % hmotn. chloristanu draselného a 1 až 5 % hmotn. modifikačních a/nebo zpracovatelských přísad, kterými jsou moderátory hoření, pojivá a/nebo přísady pro zlepšení lisování.
- 2. Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle nároku 1, vyznačující se tím, že střední velikost částic nitrátu guanidinu leží v rozmezí 10 až 80 mikrometrů a střední velikost částic chloristanu draselného leží v rozmezí 15 až 100 mikrometrů.
- 3. Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako moderátor hoření obsahuje wolfram.
- 4. Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako pojivo obsahuje polyvinylalkohol, polyvinylbutyral a/nebo polyvinylacetát.
- 5. Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako přísada pro zlepšení lisování je použita látka ze skupiny obsahující grafit, stearát hořečnatý, stearát vápenatý, stearát zinečnatý a/nebo směsi těchto látek.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-33939U CZ30994U1 (cs) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-33939U CZ30994U1 (cs) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ30994U1 true CZ30994U1 (cs) | 2017-09-05 |
Family
ID=59772231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-33939U CZ30994U1 (cs) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ30994U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308772B6 (cs) * | 2020-10-01 | 2021-05-05 | Kayaku Safety Systems Europe a.s. | Sekundární pyrotechnická slož na bezchloristanové bázi s pojistnou funkcí pro squiby s vysokou teplotní odolností |
-
2017
- 2017-07-19 CZ CZ2017-33939U patent/CZ30994U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308772B6 (cs) * | 2020-10-01 | 2021-05-05 | Kayaku Safety Systems Europe a.s. | Sekundární pyrotechnická slož na bezchloristanové bázi s pojistnou funkcí pro squiby s vysokou teplotní odolností |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3134329A (en) | Exploding bridgewire coating | |
| US7784403B2 (en) | Optically doped energetic igniter charge | |
| CN103052609B (zh) | 点火器用点火药组合物、点火器以及气体产生器 | |
| KR101334732B1 (ko) | 둔감성 고체 추진제 조성물 | |
| AU5065102A (en) | Safety igniter for a pyrotechnic munition component capable of being subjected to slow cook off | |
| WO2009114347A1 (en) | Lead-free primers | |
| CZ30994U1 (cs) | Sekundární pyrotechnická slož pro squib s prodlouženou dobou hoření | |
| KR20050061472A (ko) | 다단 가스 발생기 및 가스 제너런트 | |
| US5035756A (en) | Bonding agents for thermite compositions | |
| EP3129743B1 (en) | Arrangement for locking arming conditions | |
| JP6571357B2 (ja) | 照明組成物、当該照明組成物を含む照明弾および関連する方法 | |
| Singh et al. | IMX-104 characterization for DoD Qualification | |
| US6143101A (en) | Chlorate-free autoignition compositions and methods | |
| US7033449B2 (en) | Additive for composition B and composition B replacements that mitigates slow cook-off violence | |
| EP4140973B1 (en) | Suspension of explosive composition of pill fuse head for industrial electric detonators | |
| US8425703B1 (en) | Insensitive munitions primers | |
| RU2483050C2 (ru) | Пиротехнический состав | |
| US2867517A (en) | Detonator compositions | |
| US11125545B2 (en) | Pyrotechnic delay element device | |
| US2195032A (en) | Detonator | |
| RU2721519C1 (ru) | Электровоспламенительный состав для патронных капсюлей к нелетальному оружию | |
| RU2289562C1 (ru) | Термостойкий воспламенительный состав для электровоспламенителя | |
| GB2635557A (en) | Counter UAS munition | |
| US5074937A (en) | Preparing an elastomeric bound explosive | |
| JPH10330183A (ja) | 起爆剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20170905 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20210917 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20240613 |