FR2840400A1 - SAFETY PRIMER COMPONENT - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F42B3/12—Bridge initiators
- F42B3/124—Bridge initiators characterised by the configuration or material of the bridge
Abstract
Description
ter). Le domaine technique de linvention est celui des composants damor,ter). The technical field of the invention is that of damor components,
cage de securite comprenant au moins deux safety cage comprising at least two
electrodes reliees par un fusible.electrodes connected by a fuse.
On connalt des composants damor,cage de securite pour explosifs, composants qui vent dits "a couche projetee" 1P1US connus sous le nom de "slappers"'). Ces composants comprennent un pont resistif sur loquel est place un tube par exemple en ceramique (ou "canon")O Un disque isolant est dispose entre le tube et le pont resistif. Le passage du courant electrique dans le pont provoque la vaporisation de celui ci, ce qui entralne le decoupage du disque isolant qui est projete au travers du tube. Ce disque vient impacter un explosif We know damor components, safety cage for explosives, components which are called "sprayed layer" 1P1US known under the name of "slappers" '). These components include a resistive bridge on which is placed a tube, for example ceramic (or "gun") O An insulating disc is placed between the tube and the resistive bridge. The passage of the electric current in the bridge causes the vaporization of this one, which entralne the cutting of the insulating disc which is projected through the tube. This disc impacts an explosive
receveur quil initie.catcher that he initiates.
L'avantage des "slappers" est quils ne peuvent initier un explosif que loreque le courant d'alimentation applique The advantage of "slappers" is that they can only initiate an explosive when the supply current is applied
aux electrodes est important (superieur a 500 volts). at the electrodes is important (higher than 500 volts).
Concretement les tensions de fonctionnement vent de ltordre de 3000 volts pour une intensite de courant de l'ordre de 5000 amperes. Une tension inferieure a 500 volts est insuffisante pour projeter le disque et ne peut done assurer Concretely, the operating voltages wind of the order of 3000 volts for a current intensity of the order of 5000 amperes. A voltage lower than 500 volts is insufficient to project the disc and therefore cannot ensure
une initiation.an initiation.
I1 resulte de tels parametres d'emploi une grande securite qui autorise un alignement de la chalne pyrotechnique entre le composant et l'explosif recevour qui It results from these parameters of use a great security which authorizes an alignment of the pyrotechnic chain between the component and the explosive receiving which
2s est habituellement un relais en HNS (hexanitrostilbene). 2s is usually a relay in HNS (hexanitrostilbene).
Ces initiateurs presentent cependant des inconvenients. These initiators, however, have drawbacks.
Tout dabord ils fonctionnent avec une tension d'emploi importante (3000 volts). I1 en resulte des problemes d' isolation electrique qui compliquent les montages ainsi que First of all they operate with a high operating voltage (3000 volts). This results in problems of electrical insulation which complicate the assemblies as well as
la connectique.connectivity.
De plus' afin de reduire le niveau d'energie mise en muvre' le pont resistif est generalement de dimension reduite ainsi que le tube de ceramique (ce dernier a le plus souvent un diametre inferieur au millimetre). I1 en resulte des couts de realisation importants qui limitent l'emploi de tels In addition 'in order to reduce the level of energy used' the resistive bridge is generally of reduced size as well as the ceramic tube (the latter most often has a diameter less than a millimeter). This results in significant production costs which limit the use of such
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composants dans des applications civiles telles que les components in civil applications such as
initiateurs pour securites automobiles. initiators for automobile safety.
C'est le but de l' invention que de proposer un composant d'amor,cage de securite ne presentant pas de tels inconvenientsO Le composant selon l' invention peut fonctionner avec une tension reduite (inferieure ou egale a 1000 volts) tout en It is the aim of the invention to provide a priming component, a safety cage not having such drawbacks. The component according to the invention can operate with a reduced voltage (less than or equal to 1000 volts) while
ayant un niveau de securite satisfaisant. having a satisfactory level of security.
Ainsi l' invention a pour objet un composant d'amor,cage de securite comprenant au moins deux electrodes reliees par un fusible, composant caracterise en ce que le fusible est realise sous la forme d'une feuille d'un materiau plasmagene c'est a dire un materiau fournissant des gaz a haute temperature (superleure a 15000 K) et ayant une densite electronique forte (superieure a 1018 electrons / cm3) lorsqu'il est parcouru par un courant electrique d'au moins Thus, the subject of the invention is a priming component, a safety cage comprising at least two electrodes connected by a fuse, a component characterized in that the fuse is produced in the form of a sheet of a plasmagene material that is ie a material supplying gases at high temperature (greater than 15000 K) and having a high electronic density (greater than 1018 electrons / cm3) when it is traversed by an electric current of at least
5000 amperes.5000 amperes.
Selon une caracteristique essentielle de l' invention, le materiau du fusible comprend au moins un materisu conducteur associe a au moins un materiau energetique ou susceptible de According to an essential characteristic of the invention, the fuse material comprises at least one conductive material associated with at least one energetic material or capable of
reagir avec le materiau conducteur.react with the conductive material.
Le materiau conducteur poura etre constitue par du The conductive material may be constituted by
carbone ou bien un metal.carbon or a metal.
Le materiau energetique ou susceptible de reagir avec le materiau conducteur pourra etre choisi parmi les composes ou compositions suivantes: Oxyde de cuivre; polytetrafluorethylenei copolymere de chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene/copolymere de chlorofluoroethylene; Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymere de chlorofluoro-ethylene; Bore/Nitrate de potassium; pellicule ou film de nitrocellulose plastifiee; nitrate de polyvinyle; Polyoxymethylene; Polychlorure de trifluoroethylene; polychlorure de vinyle; Polychlorure de The energetic material or material capable of reacting with the conductive material may be chosen from the following compounds or compositions: Copper oxide; polytetrafluorethylenei copolymer of chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene / chlorofluoroethylene copolymer; Magnesium / polytetrafluorethylene / chlorofluoroethylene copolymer; Boron / Potassium nitrate; plasticized nitrocellulose film or film; polyvinyl nitrate; polyoxymethylene; Trifluoroethylene polychloride; polyvinyl chloride; Polychloride
trifluoroethylene; polysulfone; polyfluorure de vinylidene. trifluoroethylene; polysulfone; polyvinylidene fluoride.
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Selon un mode de realisation, la feuille fusible pourra etre formee par un melange homogene associant 85% a 95% en masse de particules de materiau conducteur et de 5% a 15% en masse d'un materiau energetique ou bien susceptible de reagir avec le materiau conducteurO According to one embodiment, the fusible sheet may be formed by a homogeneous mixture associating 85% to 95% by mass of particles of conductive material and from 5% to 15% by mass of an energetic material or else capable of reacting with the conductive material
La feuille fusible pourra ainsi avoir pour composition. The fusible sheet may thus have the composition.
% a 95% en masse de poudre daluminum ou de magnesium, % a 15% en masse dune composition associant % to 95% by mass of aluminum or magnesium powder,% to 15% by mass of a composition combining
polytetrafluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene. polytetrafluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer.
La feuille fusible pourra avoir pour composition: % en masse de poudre daluminum, The fusible sheet may have the composition:% by mass of aluminum powder,
% en masse d'une composition associant polytetra- % by mass of a composition combining polytetra-
fluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene. fluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer.
La feuille fusible pourra avoir pour composition: 90% en masse de poudre de magnesium, The fusible sheet may have the composition: 90% by mass of magnesium powder,
% en masse d'une composition associant polytetra- % by mass of a composition combining polytetra-
fluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene. fluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer.
Selon un autre mode de realisation, la feuille fusible pourra comporter au moins une couche de materiau energetique ou bien susceptible de reagir avec le materiau conducteur deposee sur au moins une partie d'une couche de materiau conducteur. Le fusible pourra comprendre au moins une couche conductrice d'aluminium ou de magnesium sur laquelle est deposee au moins une couche reactive de polytetrafluorethylene, ou de nitrocellulose ou de nitrate de polyvinylef ou d'oxyde de cuivre ou de copolymere de chlorofluoroethylene, ou de polyoxymethylene, ou de Polychlorure de trifluoroethylene, ou de polysulfone, ou de According to another embodiment, the fusible sheet may comprise at least one layer of energetic material or else capable of reacting with the conductive material deposited on at least part of a layer of conductive material. The fuse may comprise at least one conductive layer of aluminum or magnesium on which is deposited at least one reactive layer of polytetrafluorethylene, or nitrocellulose or polyvinylf nitrate or copper oxide or of chlorofluoroethylene copolymer, or of polyoxymethylene , or trifluoroethylene polychloride, or polysulfone, or
polyfluorure de vinylidene.polyvinylidene fluoride.
Les dimensions des differentes couches seront choisies telles qu'on associe de 85 a 95% en masse du materisu de la couche conductrice a 5 a 15% en masse du ou des materisox de The dimensions of the different layers will be chosen such that 85 to 95% by mass of the material of the conductive layer is combined with 5 to 15% by mass of the material (s) of
la ou des couches reactives.the reactive layer (s).
Le fusible pourra comprendre au moins une couche d'aluminium ou de magnesium et au moins une couche de The fuse may include at least one layer of aluminum or magnesium and at least one layer of
copolymere de chlorofluoroethylene.chlorofluoroethylene copolymer.
Le fusible pourra comprendre au moins une couche de magnesium et au moins une couche de polytetrafluorethylene. S elon un mode part iculier de real i sat ion / le compo sant d'amor,cage comprend une electrode axiale entouree par un tube d'un materiau isolant lui-meme entoure par une electrode peripherique, la feuille fusible etant appliquee en appui sur une face d'extremite de lelectrode axiale et etant egalement en contact avec une partie annulaire de l' electrode perlpherlque Le composant pourra comprendre une chambre pour le developpement du plasma, chambre separee d'au moins une The fuse may include at least one layer of magnesium and at least one layer of polytetrafluorethylene. According to a particular mode of real i sat ion / amor component, cage comprises an axial electrode surrounded by a tube of an insulating material itself surrounded by a peripheral electrode, the fusible sheet being applied resting on an end face of the axial electrode and also being in contact with an annular part of the perlpherlque electrode The component may include a chamber for the development of plasma, chamber separated by at least one
electrode par la feuille fusible.electrode by the fusible sheet.
La chambre pourra etre delimitee par lielectrode ... perlpherlque. Selon un autre mode de realisation, le composant d'amor,cage pourra comprendre egalement une pastille projetable a travers la chambre' pastille disposee entre la The room can be delimited by the electrode ... perlpherlque. According to another embodiment, the priming component, the cage may also include a tablet which can be projected through the chamber on the tablet disposed between the
chambre et la feuille fusible.chamber and the fuse sheet.
La pastille pourra etre realisee en une matiere isolante The patch can be made of an insulating material
electrique ou recouverte d'une couche isolante electrique. electric or covered with an electrical insulating layer.
La pastille pourra avoir un diametre compris entre 1 mm et 4 mm et une epaisseur comprise entre 20 et 200 micrometres. Selon un autre mode de realisation, le composant d'amor,cage pourra comprendre un logement separe d'au moins une electrode par la feuille fusible/ logement a l'interieur The pellet can have a diameter between 1 mm and 4 mm and a thickness between 20 and 200 micrometres. According to another embodiment, the amor component, cage may include a housing separated from at least one electrode by the fusible sheet / housing inside
duquel est dispose un pion projetable par la feuille fusible. of which is a pawn projectable by the fusible sheet.
Le pi on pourra avantageus ement avoi r s ens iblement le meme The pi on can advantageously have the same overall
volume que le logement.volume than housing.
Le logement pourra etre delimite par l' electrode peripherique et le pion pourra etre real i se en un materisu isolant electrique ou recouvert dune couche isolante electrique. The housing may be delimited by the peripheral electrode and the pin may be made of an electrical insulating material or covered with an electrical insulating layer.
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Selon un autre mode de realisation, l r electrode axiale, le tube d'un materiau isolant et l' electrode peripherique pourront constituer un cable coaxial presentant une face s dextremite plane, et la feuille fusible sera alors realisee sous la forme dune couche de materiau plasmagene appliquee According to another embodiment, the axial electrode, the tube of an insulating material and the peripheral electrode may constitute a coaxial cable having a planar end face, and the fusible sheet will then be produced in the form of a layer of plasmagene material. applied
sur la face d'extremite.on the end face.
La couche de materiau plasmagene pourra alors etre constituee par une peinture associant un materiau conducteur avec un liant polymerisableO La couche de materiau plasmagene pourra comprendre 70% a % en masse de poudre d'aluminium, de Nickel ou d'argent The layer of plasmagene material can then be constituted by a paint associating a conductive material with a polymerizable binder. The layer of plasmagene material can comprise 70% to% by mass of aluminum, nickel or silver powder.
avec 30% a 10% en masse d'une resine acrylique. with 30% to 10% by mass of an acrylic resin.
La couche de materiau plasmagene pourra comprendre 70% a 90% en masse de poudre d'aluminium, avec 30% a 10% en masse The layer of plasma material may comprise 70% to 90% by mass of aluminum powder, with 30% to 10% by mass
de polyurethane.polyurethane.
L' invention sera mieux comprise a la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description qui va suivre de differents modes de realisation, description which will follow of different embodiments,
description faite en reference aux dessins annexes et dans description made with reference to the accompanying drawings and in
lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un composant d'amorcage selon un premier mode de realisation, - la figure 2 est une vue partielle d'une variante de realisation du fusible utilise dans le composant d'amorcage, - la figure 3 est une vue en coupe d'un composant d'amorcage selon un deuxieme mode de realisation, - la figure 4 est une vue en coupe d'un composant damorcage selon un troisieme mode de realisation, - la figure 5 est une vue en coupe d'un composant d'amorcage selon un quatrieme mode de realisation, - la figure 6 est une vue en coupe d'un composant which - Figure 1 is a sectional view of a priming component according to a first embodiment, - Figure 2 is a partial view of an alternative embodiment of the fuse used in the priming component, - the Figure 3 is a sectional view of a priming component according to a second embodiment, - Figure 4 is a sectional view of a priming component according to a third embodiment, - Figure 5 is a view section of a priming component according to a fourth embodiment, - Figure 6 is a sectional view of a component
d'amorcage selon un cinquieme mode de realisation. initiation according to a fifth embodiment.
En se reportant a la figure 1, un composant d'amorcage de securite 1 selon l' invention est fixe par des moyens appropries (non representes) a une charge explosive 2 comprenant un explosif 3 dispose dans une enveloppe 4O Referring to FIG. 1, a safety initiating component 1 according to the invention is fixed by suitable means (not shown) to an explosive charge 2 comprising an explosive 3 placed in an envelope 40
6 28404006 2840400
La charge explosive sera par exemple un relais de The explosive charge will for example be a relay
detonation en hexogene a l'etat pulverulent ou bien comprime. detonation of hexogene in the pulverulent or compressed state.
On pourrait a titre de variante initier directement sans As a variant, we could initiate directly without
relais le chargement explosif d e une munition. relay the explosive charge of a munition.
Le composant 1 comprend au moins deux electrodes 5a et 5b qui vent reliees par un fusible 60 Une premiere electrode axiale 5a est constituee d'une tige cylindrique metallique. Wile est entouree par un tube 7 d'un materiau isolant lui-meme entoure par une electrode peripherique cylindrique 5bo L4 electrode peripherique 5b presente done un logement interne 8 qui recoit le tube isolant 7 et l' electrode axiale a. Ce logement 8 est partiellement referme par un rebord annulaire 9 de l' electrode peripherique qui presente un trou axial lOo Le trou axial 10 est dispose en regard d'un autre trou 11 Component 1 comprises at least two electrodes 5a and 5b which are connected by a fuse 60. A first axial electrode 5a consists of a metallic cylindrical rod. Wile is surrounded by a tube 7 of an insulating material itself surrounded by a cylindrical peripheral electrode 5bo L4 peripheral electrode 5b therefore has an internal housing 8 which receives the insulating tube 7 and the axial electrode a. This housing 8 is partially closed by an annular rim 9 of the peripheral electrode which has an axial hole lOo The axial hole 10 is arranged opposite another hole 11
amenage dans l'enveloppe 4 de la charge explosive 2. feeding into the casing 4 of the explosive charge 2.
Selon l' invention le fusible 6 est realise sous la forme d'une feuille d'un materiau plasmagene c'est a dire un materiau fournissant des gaz a haute temperature (superieure a 15000 K) et ayant une densite electronique forte (superieure a 1018 electrons / cm3) lorsqu'il est parcouru According to the invention the fuse 6 is made in the form of a sheet of a plasma-producing material, that is to say a material supplying gases at high temperature (greater than 15000 K) and having a high electronic density (greater than 1018 electrons / cm3) when traversed
par un courant electrique d'au moins 5000 amperes. by an electric current of at least 5000 amperes.
Cette feuille fusible est appliquee en appui sur une face d'extremite 22 de l' electrode axiale 5a et elle est egalement en contact avec la partie annulaire 9 de l' electrode This fusible sheet is applied in abutment on an end face 22 of the axial electrode 5a and it is also in contact with the annular part 9 of the electrode.
peripherique 5b.peripheral 5b.
Le materisu plasmagene comprendra au moins un materiau conducteur associe a au moins un materiau energetique ou The plasma material will comprise at least one conductive material associated with at least one energetic material or
susceptible de reagir avec le materiau conducteur. likely to react with the conductive material.
On entend par materiau energetique un materisu susceptible de fournir de l'energie chimique sous la forme d'une flamme lorsqu'il se trouve initie par lieffet joule engendre par le passage du courant dans le materiau By energetic material is meant a material capable of supplying chemical energy in the form of a flame when it is initiated by the joule effect generated by the passage of current in the material.
conducteur auquel il est intimement associe. driver with whom he is intimately associated.
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On entend par materisu reactif ou susceptible de reagir avec le materiau conducteur un materiau/ inerte isolement' mais susceptible de reagir chimiquement avec le materiau conducteur lors de ltechauffement de celui ci par effet Joule. De l'energie chimique se trouve alors fournie par cette reaction sous la forme dune flammeO Le materiau conducteur pourra etre constitue par du carbone ou bien par un metal tel du cuivre, de lraluminium, By reactive material or capable of reacting with the conductive material is meant an inert / inert material but capable of reacting chemically with the conductive material when it is heated by the Joule effect. Chemical energy is then provided by this reaction in the form of a flame. The conductive material may be constituted by carbon or by a metal such as copper, aluminum,
de lrargent ou du magnesium.silver or magnesium.
l0 Le materiau energetique ou susceptible de reagir avec le materisu conducteur pourra etre choisi parmi les composes ou compositions suivantes: Oxyde de cuivre, polytetrafluorethylene; copolymere de chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene/copolymere de IS chlorofluoroethylenei Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymere de chlorofluoro-ethylenei Bore/Nitrate de potassium; pellicule ou film de nitrocellulose plastifieei nitrate de polyvinyle; polyoxymethylenei Polychlorure de trifluoroethylenei polychlorure de vinylei Polychlorure de l0 The energetic material or likely to react with the conductive material can be chosen from the following compounds or compositions: Copper oxide, polytetrafluoroethylene; chlorofluoroethylene copolymer; polytetrafluorethylene / copolymer of IS chlorofluoroethylenei Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymer of chlorofluoroethylene Bore / potassium nitrate; plasticized nitrocellulose film or film polyvinyl nitrate; polyoxymethylenei Trifluoroethylene polychloridei polyvinyl chloridei Polyvinyl chloride
trifluoroethylene; polysulfoner polyfluorure de vinylidene. trifluoroethylene; polyvinylidene fluoride polysulfoner.
Dans cette liste les materiaux energetiques vent les compositions: Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymere de chlorofluoro-ethylenei Bore/Nitrate de potassium; pellicule ou film de nitrocellulose plastifieei In this list the energetic materials make the compositions: Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymer of chlorofluoro-ethylene Boron / Potassium nitrate; plasticized nitrocellulose film or film
nitrate de polyvinyle.polyvinyl nitrate.
Les materiaux reactifs avec un materiau conducteur vent: Oxyde de cuivre; polytetrafluorethylenei copolymere de chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene/copolymere de chlorofluoroethylene; Polyoxymethylenei Polychlorure de trifluoroethylene; Polychlorure de vinylei Polysulfone; Polyfluorure de vinylidene Suivant le mode particulier de realisation de la figure 1, la feuille fusible 6 est formee par un melange homogene associant 85% a 95% en masse de particules de materiau conducteur et 5% a 15% en masse d'un materisu energetique ou Reactive materials with a wind conductive material: Copper oxide; polytetrafluorethylenei copolymer of chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene / chlorofluoroethylene copolymer; Polyoxymethylenei Trifluoroethylene polychloride; Polyvinyl chloridei Polysulfone; Polyvinylidene fluoride According to the particular embodiment of FIG. 1, the fusible sheet 6 is formed by a homogeneous mixture associating 85% to 95% by mass of particles of conductive material and 5% to 15% by mass of an energetic material. or
bien susceptible de reagir avec le materiau conducteur. likely to react with the conductive material.
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On pourra par exemple realiser une feuille fusible avec les compositions suivantes o We could for example make a fusible sheet with the following compositions o
ExempleExample
s 85% a 95% en masse de poudre d'aluminium et de preference % % a 15% en masse drun melange associant polytetrafluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene, s 85% to 95% by mass of aluminum powder and preferably%% to 15% by mass of a mixture combining polytetrafluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer,
et de preference 10%.and preferably 10%.
Exemple 2Example 2
% a 95% en masse de poudre de magnesium et de preference 90%, % a 1S% en masse d'un melange associant IS polytetrafluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene, % to 95% by mass of magnesium powder and preferably 90%,% to 15% by mass of a mixture associating IS polytetrafluoroethylene and chlorofluoroethylene copolymer,
et de preference 10%.and preferably 10%.
On pourra concretement realiser la feuille en melangeant le metal (aluminium ou magnesium) a une solution de We can concretely make the sheet by mixing the metal (aluminum or magnesium) with a solution of
polytetrafluorethylene et de copolymere de chlorofluoro- polytetrafluorethylene and chlorofluoro copolymer
ethylene dans un solvent approprie, par exemple une cetone: cyclohexyl cetone (cyclohexane) ou acetone. Le melange ainsi realise sera applique comme une peinture sur la face ethylene in a suitable solvent, for example a ketone: cyclohexyl ketone (cyclohexane) or acetone. The mixture thus produced will be applied as a paint on the face
d'extremite de lelectrode axiale 5a et du tube isolant 7. end of the axial electrode 5a and of the insulating tube 7.
Puis le solvent sera evapore avant mise en place de l' electrode 5a et du tube isolant 7 dans l' electrode Then the solvent will be evaporated before placing the electrode 5a and the insulating tube 7 in the electrode
peripherique 5b.peripheral 5b.
Le composant 1 et relic par des conducteurs 21 et 13 a un Component 1 and connected by conductors 21 and 13 has a
generateur electrique 14.electric generator 14.
Ce generateur est conqu pour pouvoir delivrer une energie de 10 kJ a 1 megaJoule sous forme d'impulsions de tension de 1000 volts a 20 kilo Volts. Un tel generateur est classique et comprend par exemple des capacites, une inductance, des interrupteurs (comme les thyristors ou les eclateurs) et une alimentation stabilisee" This generator is designed to be able to deliver energy from 10 kJ to 1 megaJoule in the form of voltage pulses from 1000 volts to 20 kilo Volts. Such a generator is conventional and includes for example capacitors, an inductor, switches (such as thyristors or spark gaps) and a stabilized supply "
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Une faible fraction de lrenergle fournie par le generateur est utilisee pour initier la feuille fusible 6 par effet joule. Le materiau energetique est alors initie ou bien la reaction entre le materiau conducteur et le materisu s reactif est initiee. Une flamme de combustion remplit la chambre 12 qui est constituee par le trou 10 et qui est A small fraction of the energy supplied by the generator is used to initiate the fusible sheet 6 by the Joule effect. The energetic material is then initiated or the reaction between the conductive material and the reactive material is initiated. A combustion flame fills the chamber 12 which is constituted by the hole 10 and which is
delimitee par l' electrode peripherique 5b. delimited by the peripheral electrode 5b.
Cette flamme est formee naturellement d'atomes et molecules ionisesD Wile assure une conduction electrique de resistance reduite entre les electrodes 5a et 5b qui permet This flame is naturally formed from ionized atoms and molecules. D Wile ensures an electrical conduction of reduced resistance between the electrodes 5a and 5b which allows
le maintien d'un arc electrique entre les electrodes. maintaining an electric arc between the electrodes.
La chambre 12 assure un confinement de l'arc qui permet Chamber 12 ensures containment of the arc which allows
le developpement du plasma engendre par la feuille fusible 6. the development of the plasma generated by the fusible sheet 6.
I1 en resulte une once de choc tres intense (combinee IS generalement a une projection d'une partie de la feuille fusible) r qui impacte le chargement explosif 3 au travers du trou 11 et assure l' initiation de celui cf. La pression engendree sera d'autant plus importante que It results in an ounce of very intense shock (combined IS generally with a projection of a part of the fusible sheet) r which impacts the explosive charge 3 through the hole 11 and ensures the initiation of that cf. The pressure generated will be all the more important as
le volume de la chambre 12 sera reduit. the volume of chamber 12 will be reduced.
A titre d'exemple on a realise un composant d'allumage associant une chambre 12 ayant un volume denviron 17 mm3 et un fusible energetique de 4 mm de diametre efficace (diametre de la chambre 12), 90 micrometres d'epaisseur et ayant comme composition l'une ou l'autre des compositions decrites By way of example, an ignition component has been produced combining a chamber 12 having a volume of approximately 17 mm 3 and an energy fuse of 4 mm effective diameter (diameter of the chamber 12), 90 micrometers thick and having as composition either of the compositions described
2s precedemment (exemples 1 ou 2).2s previously (examples 1 or 2).
Un tel composant, alimente sous une impulsion de tension de 1000 Volts avec une intensite maximale de 10000 Amperes, a assure la mise en detonation d'un relais explosif de 11,5mm de diametre et 1115mm de haut realise en hexogene/cire/graphite (proportions en masses relatives: 98/2/1). La pression obtenue en sortie du composant est de Such a component, supplied under a voltage pulse of 1000 Volts with a maximum intensity of 10000 Amperes, provided the detonation of an explosive relay 11.5mm in diameter and 1115mm high made of hexogen / wax / graphite ( proportions in relative masses: 98/2/1). The pressure obtained at the outlet of the component is
l'ordre de 1 Giga pascal (1 GPa).around 1 Giga pascal (1 GPa).
On volt que le composant selon l' invention est d'une fabrication plus simple que celle des composant de securite ou "slappers" connus puisqutil ne necessite pas la It is seen that the component according to the invention is easier to manufacture than that of known safety components or "slappers" since it does not require the
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realisation d'un pont resistif et dun canon de projection creation of a resistive bridge and a projection gun
pour une pastille.for a lozenge.
Le diametre de la chambre 12 (entre 1 et 4 mm) est superieur a celui des canons utilises dans les "slappers" s connus (dons le diametre est generalement inferieur au mm)O La tension dalimentation est egalement plus faible (de l'ordre de 1000 volts contre pres de 3000 Volts pour les "slappers'' connus). On reduit ainsi fortement les problemes d' isolation et on facilite done l' integration du composant The diameter of the chamber 12 (between 1 and 4 mm) is greater than that of the guns used in known "slappers" (therefore the diameter is generally less than mm) O The supply voltage is also lower (of the order 1000 volts against almost 3000 volts for known slappers). This greatly reduces the insulation problems and therefore facilitates the integration of the component.
dans les munitions ou les systemes de securite automobiles. in ammunition or automotive safety systems.
La puissance electrique consommee est du meme ordre que dans celle des 'telappers' connus (10 Mega Watts), ltintensite maximale etant egalement plus forte (environ 10 kilo Amperes). Le composant selon l' invention est un composant de securite puisque le niveau d'energie necessaire pour son The electrical power consumed is of the same order as in that of known 'telappers' (10 Mega Watts), the maximum intensity being also higher (approximately 10 kilo Amperes). The component according to the invention is a safety component since the level of energy necessary for its
initiation satisfait aux exigences donnees par les normes. initiation meets the requirements given by the standards.
pas de reaction pyrotechnique pour une impulsion de moins de 500 volts. Il peut done etre utilise dans un dispositif diamorcage depourvu de moyen de desalignement de la chaine pyrotechniqueO Il est possible en fonction des besoins de jouer sur les differentes dimensions du composant pour definir un composant fonctionnant avec une tension plus faible que 1000 volts. On pourra ainsi reduire l'epaisseur de la feuille fusible et/ou le volume de la chambre 12 pour modifier la pression de no pyrotechnic reaction for an impulse of less than 500 volts. It can therefore be used in a diamond-cutting device devoid of means of misalignment of the pyrotechnic chain. It is possible, depending on needs, to play on the different dimensions of the component to define a component operating with a voltage lower than 1000 volts. This will reduce the thickness of the fusible sheet and / or the volume of the chamber 12 to modify the pressure of
plasma engendree done la puissance du composant. plasma therefore generates the power of the component.
I1 est possible a titre de variante de remplacer la feuille fusible representee a la figure 1 (en materiau forme d'un melange homogene) par une feuille 6 comme celle representee a la figure 2 qui comprend une couche 16 de materiau conducteur sur laquelle est deposee au moins une couche 15 dun materisu energetique ou bien susceptible de It is possible, as a variant, to replace the fusible sheet shown in FIG. 1 (in the form of a homogeneous mixture) with a sheet 6 like the one shown in FIG. 2 which comprises a layer 16 of conductive material on which is deposited. at least one layer 15 of an energetic material or capable of
reagir avec le materiau conducteur.react with the conductive material.
3s Pour realiser un tel fusible, on pourra par exemple projeter sur une feuille metallique un melange de colle et du 3s To make such a fuse, we can for example spray a metal sheet with a mixture of glue and
1 28404001 2840400
materisu energetique ou pouvant reagir avec le materiau conducteur. Concretement on pourra realiser un fusible comportant une feuille daluminium ou de magnesium sur laquelle est deposee s une couche de polytetrafluorethylene ou de chlorure de polyvinyle. L,epaisseur de la (ou des) couches metalliques sera de ltordre de 150 micrometres. Celle du materiau energetique energetic material or capable of reacting with the conductive material. Concretely, it is possible to make a fuse comprising an aluminum or magnesium sheet on which is deposited a layer of polytetrafluorethylene or polyvinyl chloride. The thickness of the metallic layer (s) will be of the order of 150 micrometres. That of the energetic material
sera de lrordre de 100 micrometres.will be around 100 micrometers.
i0 On pourra egalement associer une couche draluminium ou de magnesium avec une couche de nitrocellulose ou de nitrate de polyvinyleO On pourra realiser un depot d'oxyde de cuivre ou de copolymere de chlorofluoroethylene sur une feuille i0 We can also associate a layer of aluminum or magnesium with a layer of nitrocellulose or polyvinyl nitrate O We can deposit copper oxide or chlorofluoroethylene copolymer on a sheet
IS d'aluminium ou de magnesium.IS of aluminum or magnesium.
On pourra egal ement real i ser un depot de polyoxymethyl ene sur une couche dialuminiumO Dans tous les cas les dimensions des differentes couches seront telles quron associera de 85 a 95% en masse du materiau de la couche conductrice a 5 a 15% en masse du ou We can also real i ser a deposit of polyoxymethyl ene on a dialuminium layerO In all cases the dimensions of the different layers will be such that 85 to 95% by mass of the material of the conductive layer will be associated with 5 to 15% by mass of the or
des materiaux de la ou des couches reactives. materials of the reactive layer or layers.
Suivant un mode de realisation prefere, on realisera une feuille fusible en deposant au moins une couche de copolymere de chlorofluoroethylene (connu sous la marque deposee Viton) sur une couche d'aluminium. Les proportions en masse relatives seront de 90% pour l'aluminium et de 10% pour le According to a preferred embodiment, a fusible sheet will be produced by depositing at least one layer of chlorofluoroethylene copolymer (known under the trademark Viton) on a layer of aluminum. The relative mass proportions will be 90% for aluminum and 10% for
copolymere de chlorofluoroethylene.chlorofluoroethylene copolymer.
La figure 3 montre un composant selon l' invention equipe d'un fusible selon la figure 2. Pour la simplification de la figure le composant 1 a ete represente senl sans le chargement explosif qu'il doit initier La feuille fusible 6 est disposee de telle sorte que la couche metallique 16 se trouve en contact avec la face avant FIG. 3 shows a component according to the invention fitted with a fuse according to FIG. 2. For the simplification of the figure, component 1 has been represented without the explosive charge which it must initiate. The fuse sheet 6 is provided with such so that the metal layer 16 is in contact with the front face
de lt electrode axiale 5a.of the axial electrode 5a.
2 28404002 2840400
La feuille fusible 6 aura un diametre choisi tel que la couche metallique 16 se trouve egalement en contact avec la The fusible sheet 6 will have a chosen diameter such that the metal layer 16 is also in contact with the
surface cylindrique interne 8 de lt electrode peripherique 5b. internal cylindrical surface 8 of the peripheral electrode 5b.
Le passage du courant pourra ainsi se faire au travers de la couche conductrice 16 qui assurera par effet joule ltinitiation de la reaction avec la couche energetique 15 done la generation du plasmaO On a realise ainsi un composant comportant un fusible sous la forme dune feuille comprenant une couche de 80 micrometres d'epaisseur d'aluminium portent une couche de 11 micrometres de copolymere de chlorofluoroethylene (connu sous la marque deposee Viton). La feuille fusible ainsi realisee a un diametre de 8 mm et le composant presente une chambre 12 The current can thus be passed through the conductive layer 16 which will ensure, by Joule effect, the initiation of the reaction with the energetic layer 15 therefore the generation of the plasmaO A component has thus been produced comprising a fuse in the form of a sheet comprising a layer of 80 micrometers thick of aluminum carry a layer of 11 micrometers of chlorofluoroethylene copolymer (known under the trademark Viton). The fusible sheet thus produced has a diameter of 8 mm and the component has a chamber 12
de volume 17 mm3 environ.volume about 17 mm3.
Ce composant a pu initier un comprime explosif tel que decrit precedemment en reponse a une impuls ion de tens ion de This component could initiate an explosive tablet as described above in response to an impulse of tens ion of
1000 volts pour une intensite maximale de 10 kilo Amperes. 1000 volts for a maximum intensity of 10 kilo Amperes.
On a egalement realise un composant de geometric identique a celle du precedent mais dont la feuille fusible comporte une couche de 80 micrometres d'epaisseur de Magnesium portent une couche de 11 micrometres de copolymere de chlorofluoroethylene On a enfin realise un composant de geometric identique a celle des precedents mais dont la feuille fusible comporte 2s une couche de 80 micrometres d'epaisseur de Magnesium portent une couche de 11 micrometres de polytetrafluorethylene (connu We also made a geometric component identical to that of the previous one but whose fusible sheet has a layer of 80 micrometers thick of Magnesium carry a layer of 11 micrometers of chlorofluoroethylene copolymer We finally made a geometric component identical to that precedents but whose fusible sheet comprises 2s a layer of 80 micrometers thick of Magnesium carry a layer of 11 micrometers of polytetrafluorethylene (known
sous la marque deposee Teflon).under the Teflon trademark).
Ces composants ont egalement initie avec succes le These components have also successfully initiated the
comprime explosif decrit precedemment. explosive tablet described above.
Afin diinitier des explosifs moins sensibles ou de parametrer de fagon plus precise les performances dinitiation du composant selon l' invention, il est possible de definir un composant comportant egalement (comme dans les In order to initiate less sensitive explosives or to more precisely configure the initiation performance of the component according to the invention, it is possible to define a component also comprising (as in the
composants "slappers" classiques) une pastille projetable. classic slapper components) a projectable tablet.
3s La figure 4 montre un tel composant 1. 3s Figure 4 shows such a component 1.
1 3 28404001 3 2840400
Comme dans le mode de realisation de la figure 3, le composant 1 comprend deux electrodes 5a et 5b qui vent reliees par un fusible 60 L' electrode peripherique 5b presente un logement interne s 8 qui re,coit un tube isolant 7 et lelectrode axiale 5a. Le logement 8 est partiellement referme par un rebord annulaire 9 de l' electrode peripherique Le fusible 6 comprend une couche conductrice 16 en contact electrique avec une face avant de lielectrode centrale 5a et avec la surface cylindrique interne du logement 8. Ce composant differe de celui de la figure 3 en ce quune pastille 17 est disposee entre le rebord annulaire 9 et le fusible. Cette pastille separe done la chambre 12 et As in the embodiment of FIG. 3, the component 1 comprises two electrodes 5a and 5b which are connected by a fuse 60 The peripheral electrode 5b has an internal housing s 8 which receives an insulating tube 7 and the axial electrode 5a . The housing 8 is partially closed by an annular rim 9 of the peripheral electrode The fuse 6 comprises a conductive layer 16 in electrical contact with a front face of the central electrode 5a and with the internal cylindrical surface of the housing 8. This component differs from that of Figure 3 in that a patch 17 is disposed between the annular flange 9 and the fuse. This patch therefore separates chamber 12 and
la feuille fusible 6.the fuse sheet 6.
IS La pastille sera realisee en un materiau isolant electrique ou recouvert d'une couche isolante electrique. Une telle disposition permet d'eviter les amor,cages d' ares electriques directement entre l' electrode axiale 5a et la pastille. On pourra par exemple realiser la pastille en une matiere plastique tel un polyimide (materiau connu sous la marque deposee Kapton). On pourra egalement realiser la pastille en mica ou encore en metal (aluminium, titane ou acier). Dans le cas d'une pastille en metal on recouvrira celle ci sur ses deux faces avec un materiau isolant, par 2s exemple du polytetrafluorethylene, ou une couche de ruban adhesif isolant assurant un niveau d'isolation electrique approprie (par exemple au moins 1000 volts). De tels rubans isolants mettent generalement en uvre une couche isolante de IS The patch will be made of an electrical insulating material or covered with an electrical insulating layer. Such an arrangement makes it possible to avoid the amor, cages of electric ares directly between the axial electrode 5a and the pellet. We can for example make the tablet in a plastic material such as a polyimide (material known under the trademark Kapton). We can also make the tablet in mica or in metal (aluminum, titanium or steel). In the case of a metal pellet, it will be covered on both sides with an insulating material, for example 2s polytetrafluoroethylene, or a layer of insulating adhesive tape ensuring an appropriate level of electrical insulation (for example at least 1000 volts ). Such insulating tapes generally use an insulating layer of
caoutchouc ou de chlorure de polyvinyle (PVC). rubber or polyvinyl chloride (PVC).
On a ainsi realise des pastilles projetables en acier de Projectable pellets in steel of
a 120 micrometres d'epaisseur.at 120 micrometers thick.
Lors du passage du courant dans le fusible la pression engendre par la reaction entre le materiau conducteur et le materiau ene rget ique provoque la decoupe de la past i l le et sa 3s projection au travers de la chambre 12 qui joue ainsi le rCle When the current flows through the fuse, the pressure generated by the reaction between the conductive material and the energetic material causes the cutting of the past and its projection through the chamber 12 which thus plays the role.
du "canon" des composants "slappers't classiques. from the "canon" of the classic slappers't components.
4 28404004 2840400
Il ntest done pas necessaire comme dans les slappers connus de prevoir un composant canon specifique (tube en It is therefore not necessary as in known slappers to provide a specific canon component (tube in
ceramique de lordre du mm de diametre). ceramic in the order of mm in diameter).
Le diametre de la chambre pourra varier entre 1 et 4 mm. The diameter of the chamber can vary between 1 and 4 mm.
s LtHomme du Metier choisira aisement les dimensions appropriees pour assurer lteffet rechercheO On pourra notamment jouer sur lepaisseur, done la masse de la pastille' pour modifier ltenergie recue par ltexplosif a initierO A titre d'exemple on a realise des composants incorporant un fusible associant une couche daluminium et une couche de copolymere de chlorofluoroethylene (connu sous la marque deposee Viton) avec les proportions en masses respectives de s The Man of the Profession will easily choose the appropriate dimensions to ensure the desired effectO We can especially play on the thickness, therefore the mass of the pellet 'to modify the energy received by the explosive to initiateO By way of example, components incorporating a fuse combining a aluminum layer and a layer of chlorofluoroethylene copolymer (known under the trademark Viton) with the respective weight proportions of
% et 10% (epaisseur totale du fusible 100 micrometres). % and 10% (total thickness of the fuse 100 micrometers).
On a dispose dans chaque composant une pastille a projeter associee a une chambre de diametre 2 ou 4mm' pastille ayant une epaisseur de 40 micrometres pour de l'acier ou 120 micrometres pour du Kapton. Tous les composants ont conduit a l' initiation d'un comprime Each component has a tablet to be sprayed associated with a chamber with a diameter of 2 or 4mm. The tablet has a thickness of 40 micrometers for steel or 120 micrometers for Kapton. All components led to the initiation of a tablet
d'hexogene de 11,5mm x 11,5mm comprime sous 160 MPa. 11.5mm x 11.5mm hexogen compressed at 160 MPa.
Les memes essais ont ete conduit avec succes en utilisant un fusible associant une couche de magnesium et une couche de polytetrafluorethylene (connu sous la marque deposee teflon) The same tests were successfully carried out using a fuse associating a layer of magnesium and a layer of polytetrafluorethylene (known under the trademark Teflon)
avec les proportions en masses respectives de 90% et 10%. with the respective mass proportions of 90% and 10%.
La figure 5 montre un composant suivant un quatrieme mode de realisation. Ce composant differe de celui selon la figure 3 en ce que la chambre 12 constitue un logement a l'interieur duquel est dispose un pion 18 projetable par la feuille fusible. Le pion a sensiblement le meme volume que le logement et il remplit celui ci entierement. Il est rendu Figure 5 shows a component according to a fourth embodiment. This component differs from that according to FIG. 3 in that the chamber 12 constitutes a housing inside of which is a pin 18 projectable by the fusible sheet. The pawn has substantially the same volume as the housing and it fills this one entirely. He is returned
solidaire du composant par exemple par collage. secured to the component, for example by bonding.
Afin d'eviter les court circuits entre l' electrode axiale a et le pion, celui ci sera realise en un materieu isolant In order to avoid short circuits between the axial electrode a and the pin, the latter will be made of an insulating material
electrique ou bien en un materiau recouvert d'un isolant. electric or in a material covered with an insulator.
La pion pourra par exemple etre realise en une matiere The counter may for example be made of a material
plastique telle que du polytetrafluorethylene. plastic such as polytetrafluorethylene.
i5 2840400 L9avantage d'un tel mode de realisation est quil engendre une once de choc qui se propage usquta lexplosif au travers du milieu solide du pionn Il en resulte un meilleur rendement energetique et une efficacite superieure pour initier un explosif peu sensibleO Le diametre du pion devra etre dans tous les cas superieur au diametre critique de lioxplosif a initiern La figure 6 montre un cinquieme mode de realisation de l' invention dans lequel lelectrode axiale 5a r le tube d'un materiau isolant 7 et l' electrode peripherique 5b constituent un cable coaxial presentant une face d'extremite plane l9 et une gaine isolante externe 20 On pourra par exemple prendre un cable coaxial du commerce de diametre externe l,5 mm, comprenant une ame axiale 5a de 0,2 mm de diametre et un conducteur peripherique b formant une couronne de 0r2 mm d'epaisseur. La couronne i5 2840400 L9avantage of such an embodiment is that it generates an ounce of shock which propagates usquta lexplosif through the solid medium of the pion. In all cases must be greater than the critical diameter of the lioxplosive to be initiated. FIG. 6 shows a fifth embodiment of the invention in which the axial electrode 5a r the tube of an insulating material 7 and the peripheral electrode 5b constitute a cable coaxial having a planar end face l9 and an external insulating sheath 20 For example, it is possible to take a commercial coaxial cable of external diameter l, 5 mm, comprising an axial core 5a of 0.2 mm in diameter and a peripheral conductor b forming a wreath 0r2 mm thick. The crown
isolante 7 aura environ 100 micrometres d'epaisseur. insulator 7 will be approximately 100 micrometers thick.
La face l9 est tronconnee et rectifiee. The face l9 is cut and rectified.
La feuille fusible 6 est alors realisee sous la forme d'une couche de materisu plasmagene applique sur la face The fusible sheet 6 is then produced in the form of a layer of plasma material applied to the face.
d'extremite l9.end l9.
On pourra avantageusement choisir comme materiau plasmagene une peinture associant un materiau conducteur, tel le carbone ou un metal (aluminium, nickel, cuivre), avec un It is advantageously possible to choose as a plasmagene material a paint associating a conductive material, such as carbon or a metal (aluminum, nickel, copper), with a
2s liant polymerisable tel que le polyurethane. 2s polymerizable binder such as polyurethane.
On pourra par exemple associer 70% a 90% en masse de We could for example associate 70% to 90% by mass of
poudre d'aluminium avec 30% a 10% en masse de polyurethane. aluminum powder with 30% to 10% by mass of polyurethane.
On realisera une feuille fusible de quelques micrometres d'epaisseur tout simplement par enduction de l'extremite du We will make a fusible sheet of a few micrometers thick simply by coating the end of the
cable coaxial avec le materieu ainsi realise puis sechage. coaxial cable with the material thus produced then drying.
On pourra egalement associer 70% a 90% en masse de poudre dialuminium, de Nickel ou dargent avec 30% a 10% en masse We can also associate 70% to 90% by mass of aluminum powder, Nickel or silver with 30% to 10% by mass
dune resine acrylique.of an acrylic resin.
Ce mode de realisation est de mise en muvre extremement 3s simple. Il permet egalement de diminuer fortement le niveau This embodiment is extremely simple to implement. It also allows to greatly reduce the level
16 284040016 2840400
d'energie necessaire pour Reinitiations Ce niveau peat ainsi erte de ltordre de quelques dizaines de Joules. of energy required for Reinitiations This level is thus reduced to the order of a few tens of Joules.
On rendra le cable initiateur solitaire de la charge initier par un doyen de liaison approprie par example un serre cable filete qui se vissera sur l'enveloppe de la The initiator cable will be made solitary of the charge to be initiated by an appropriate connecting dean, for example a threaded cable clamp which will be screwed onto the envelope of the
charge en regard du chargement explosif. charge next to the explosive charge.
17 284040017 2840400
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