FR2840401A1 - SAFETY PRIMING COMPONENT WITH PLASMA TORCH - Google Patents
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Abstract
Description
avec 30% a 10% en masse de polyurethane.with 30% to 10% by mass of polyurethane.
1 28404011 2840401
Le domaine technique de l' invention est celui des composants d'amorcage de securite comprenant au moins deux The technical field of the invention is that of safety initiating components comprising at least two
electrodes reliees par un fusible.electrodes connected by a fuse.
On connalt des composants d'amorcage de securite pour explosifs, composants qui vent dits "a couche projetee" (et plus connus sous le nom de "slappers"). Ces composants comprennent un pont resistif sur lequel est place un tube (ou "canon'') realise par exemple en ceramique. 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 Safety ignition components for explosives are known, components which are said to be "with a projected layer" (and more commonly known as "slappers"). These components include a resistive bridge on which is placed a tube (or "gun") made for example of ceramic. An insulating disc is placed between the tube and the resistive bridge. The passage of electric current in the bridge causes the vaporization of this one / which entails the cutting of the insulating disc which is projected through the tube. This disc comes to impact a
explosif receveur qu'il initie.explosive receiver that it initiates.
L'avantage des "slappers" est qu'ils ne peuvent initier un explosif que lorsque le courant d'alimentation applique The advantage of "slappers" is that they can only initiate an explosive when the supply current applies
aux electrodes est important (superieur a 500 volts). at the electrodes is important (higher than 500 volts).
Concretement les tensions de fonctionnement vent de l'ordre 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 wind operating voltages 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.
De tels parametres d'emploi entrainent un niveau de securite important qui autorise un alignement de la chaine pyrotechnique entre le composant et l'explosif receveur, qui Such parameters of use entail an important level of safety which authorizes an alignment of the pyrotechnic chain between the component and the receiving explosive, which
est habituellement un relais en HNS (hexanitrostilbene). is usually a relay in HNS (hexanitrostilbene).
Ces initiateurs presentent cependant des inconvenients. These initiators, however, have drawbacks.
Tout d'abord 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 les applications clviles telles que les components in clvile 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 Ainsi le composant selon l' invention peut fonctionner avec une tension reduite (inferieure ou egale a 1000 volts) It is the aim of the invention to provide a priming component, a safety cage not presenting such drawbacks. Thus the component according to the invention can operate with a reduced voltage (less than or equal to 1000 volts).
tout en ayant un niveau de securite satisfaisant. while having a satisfactory level of security.
Ainsi l' invention a pour objet un composant d'amor,cage de securlte comprenant au moins deux electrodes reliees par un fusible et un orifice ou canon separant le fusible d'un explosif receveur a initier, composant caracterise en ce que les deux electrodes vent separees par un tube isolant delimitant un volume interne, electrodes et tube isolant formant ainsi une torche a plasma dont le volume interne est separe de l'explosif receveur par le canon, et en ce que le fusible est realise en 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 Thus, the subject of the invention is a priming component, safety cage comprising at least two electrodes connected by a fuse and an orifice or barrel separating the fuse from a receiving explosive to be initiated, a component characterized in that the two electrodes wind separated by an insulating tube delimiting an internal volume, electrodes and insulating tube thus forming a plasma torch whose internal volume is separated from the receiving explosive by the barrel, and in that the fuse is made of a plasmagene material it ie a material providing gases at high temperature (greater than 15000 K) and having a high electronic density (greater than 1018 electrons / cm3) when it is traversed
par un courant electrique diau moins 5000 amperes. by an electric current of at least 5000 amperes.
Concretement les dimensions de la torche seront telles qu'elle genere un plasma loraqu'elle re,coit une tension d'amor,cage inferieure ou egale a 600 volts et qu'on lui fournit une energie electrique inferieure ou egale a 5000 Joules. Selon une caracteristique essentielle de l' invention, le materiau du fusible comprend au moins un materiau conducteur associe a au moins un materiau energetique ou susceptible de Concretely the dimensions of the torch will be such that it generates a plasma when it receives, receives a prime voltage, cage lower or equal to 600 volts and that it is supplied with an electrical energy lower or equal to 5000 Joules. 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 pourra 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: The energetic material or material capable of reacting with the conductive material may be chosen from the following compounds or compositions:
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Oxyde de cuivrei polytetrafluorethylenei copolymere de chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene/copolymere de chlorofluoroethylene; Magneslum / 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 Copper oxide, polytetrafluorethylene, copolymer of chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene / chlorofluoroethylene copolymer; Magneslum / polytetrafluorethylene / chlorofluoro-ethylene 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.
Selon un mode de real i sat ion, le fus ible pourra etre forme par un melange homogene associant de 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 According to a mode of real i sat ion, the fuse can be formed by a homogeneous mixture associating from 85% to 95% by mass of particles of conductive material and from 5% to 15% by mass of an energetic material or very susceptible to react with
le materiau conducteur.the conductive material.
La feuille fusible pourra avoir pour composition: 85% a 95% en masse de poudre d'aluminium ou de magnesium, % a 15% en masse d'une composition associant The fusible sheet may have the composition: 85% 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 notamment avoir pour composition: 90% en masse de poudre daluminium, % en masse d'une composition associant polytetra The fusible sheet may in particular have the composition: 90% by mass of aluminum powder,% by mass of a composition combining polytetra
fluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene. fluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer.
La feuille fusible pourra egalement avoir pour composition: 90% en masse de poudre de magnesium, % en masse d'une composition associant polytetra The fusible sheet may also have the composition: 90% by mass of magnesium powder,% by mass of a composition combining polytetra
fluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene. fluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer.
Selon un autre mode de realisation, le fusible pourra comporter au moins une couche de materiau energetique ou bien susceptible de reagir avec le materiau conducteur deposee sur According to another embodiment, the fuse may comprise at least one layer of energetic material or else capable of reacting with the conductive material deposited on
au moins une partie d'une couche de materiau conducteur. at least part of a layer of conductive material.
Le fusible pourra comprendre au moins une couche conductrice d'aluminium ou de magnesium sur laquelle est deposee au moins une couche reactive de polytetra fluorethylene, ou de nitrocellulose ou de nitrate de polyvinyle, ou d'oxyde de cuivre ou de copolymere de The fuse may comprise at least one conductive layer of aluminum or magnesium on which is deposited at least one reactive layer of polytetra fluorethylene, or of nitrocellulose or polyvinyl nitrate, or of copper oxide or of copolymer of
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chlorofluoroethylene, ou de polyoxymethylene, ou de Polychlorure de trifluoroethylene, ou de polysulfone, ou de polyfluorure de vinylideneO Les dimensions des differentes couches seront telles qu'on associe de 85 a 95% en masse du materiau de la couche conductrice a 5 a 15% en masse du ou des materiaux de la ou chlorofluoroethylene or polyoxymethylene or trifluoroethylene polychloride or polysulfone or polyvinylidene fluoride en masse of the material (s) of the or
des couches reactives.reactive layers.
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 The fuse may include at least one layer of
magnesium et au moins une couche de polytetrafluorethylene. magnesium and at least one layer of polytetrafluorethylene.
Selon un autre mode de realisation, le composant d'amorcage de securite comporte une pastille a projeter qui According to another embodiment, the safety initiating component comprises a spray pad which
est pincee entre la torche et le canon. is clamped between the torch and the barrel.
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 The tablet may have a diameter between 1 mm and 4 mm and a thickness between 20 and 200
micrometres.micrometers.
L' invention sera mieux comprise a la lecture de la descript ion qui va suivre de different s modes de real i sation, The invention will be better understood on reading the description which will follow from 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 en coupe d'un composant d'amorcage selon un deuxieme mode de realisation, - la figure 3 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 sectional view of a priming component according to a second embodiment, - the Figure 3 is a sectional view of a component
d'amorcage selon un troisieme mode de realisation. initiation according to a third 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 Referring to Figure 1, a safety ignition component 1 according to the invention is fixed by appropriate means (not shown) to an explosive charge 2
comprenant un explosif 3 dispose dans une enveloppe 4. comprising an explosive 3 is placed in an envelope 4.
La charge explosive sera par exemple un relais de detonation en hexogene a letat pulverulent ou bien comprimeO The explosive charge will for example be a detonating hexogen detonator in the pulverulent state or else compressed.
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On pourrait a titre de variante initier directement sans As a variant, we could initiate directly without
relais le chargement explosif d'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 conducteur 6 et separees par un tube isolant 7 comportant un alesage axial 14. Une premiere electrode 5a, ou electrode peripherique, comporte une paroi cylindrique 8 et un fond 9 perce d'un trou axial lOo Wile delimite un logement cylindrique interne 11 a Component 1 comprises at least two electrodes 5a and 5b which are connected by a conductive fuse 6 and separated by an insulating tube 7 comprising an axial bore 14. A first electrode 5a, or peripheral electrode, comprises a cylindrical wall 8 and a bottom 9 drilled with an axial hole lOo Wile delimits an internal cylindrical housing 11 a
l'interieur duquel est dispose le tube isolant 7. the interior of which is placed the insulating tube 7.
Le tube isolant 7 presente, au niveau d'une face superieure, un lamage 12 a l'interieur duquel est disposee la The insulating tube 7 has, at an upper face, a counterbore 12 inside which the
deuxieme electrode 5b, ou electrode axiale. second electrode 5b, or axial electrode.
Le tube isolant 7 delimite un volume interne 13 qui recoit le fusible 6. Celui ci a ici la forme d'un tube qui est applique contre la surface interne de l'alesage 14 du tube isolant 7 et qui est coince entre lt electrode axiale 5b The insulating tube 7 delimits an internal volume 13 which receives the fuse 6. This here has the form of a tube which is applied against the internal surface of the bore 14 of the insulating tube 7 and which is wedged between the axial electrode 5b
et le fond 9 de lt electrode peripherique 5a. and the bottom 9 of the peripheral electrode 5a.
L' electrode peripherique 5a est disposee dans un support 15 qui pourra etre realise en un materiau isolant par exemple en polyamide. Ce support presente un trou axial 16, ou canon, dispose dans le prolongement du trou axial 10 de l' electrode a et dont le diametre est inferieur ou egal a celui du trou 10. Selon une caracteristique essentielle de l' invention, le fusible 6 est realise en 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 The peripheral electrode 5a is placed in a support 15 which can be made of an insulating material, for example polyamide. This support has an axial hole 16, or barrel, arranged in the extension of the axial hole 10 of the electrode a and whose diameter is less than or equal to that of the hole 10. According to an essential characteristic of the invention, the fuse 6 is made of a plasma material, that is to say a material providing gases at high temperature (greater than 15000 K) and having a high electronic density (greater than 1018 electrons / cm3) when it is
parcouru par un courant electrique d'au moins 5000 amperes. traversed by an electric current of at least 5000 amperes.
Les electrodes 5a, 5b et le tube isolant 7 forment ainsi une torche a plasma dont le volume interne 13 est separe de The electrodes 5a, 5b and the insulating tube 7 thus form a plasma torch whose internal volume 13 is separated from
l'explosif receveur 3 par le canon 16. the explosive receiver 3 by the barrel 16.
Le canon 16 est dispose en regard d'un autre trou 17 amenage dans l'enveloppe 4 de la charge explosive 2O The barrel 16 is disposed opposite another hole 17 feed into the casing 4 of the explosive charge 2O
6 28404016 2840401
Le composant 1 est une torche a plasma de taille reduite (ou "micro torche"). Wile a des dimensions qui vent choisies suffisamment faibles pour quielle puisse engendrer un plasma lorsqu'elle recoit une tension damorcage inferieure ou egale a 600 volts et qu'on lui fournit une energie electrique inferieure ou egale a 5000 Joules. Une telle micro torche est decrite comme composant d'allumage dans le brevet EP905470 auquel on pourra se reporter. Wile presente des dimensions de ltordre de 6 a 10 mm de long pour 5 a 10 mm de Component 1 is a plasma torch of reduced size (or "micro torch"). Wile has dimensions which are chosen to be small enough for it to generate a plasma when it receives a priming voltage less than or equal to 600 volts and when it is supplied with an electrical energy less than or equal to 5000 Joules. Such a micro torch is described as an ignition component in patent EP905470 to which reference may be made. Wile has dimensions of the order of 6 to 10 mm long for 5 to 10 mm in
diametre.diameter.
Le fusible est ici realise sous la forme d'une couche The fuse is here produced in the form of a layer
tubulaire, et pincee entre les deux electrodes 5a et 5b. tubular, and clamped between the two electrodes 5a and 5b.
Le materiau plasmagene comprendra au moins un materisu 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 materiau susceptible de fournir de lenergie chimique sous la forme d'une flamme lorsqu'il se trouve initie par l'effet 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.
On entend par materiau reactif ou susceptible de reagir avec le materiau conducteur un materiau, inerte isolement, mais susceptible de reagir chimiquement avec le materiau conducteur lors de l'echauffement de celui ci par effet Joule. De l'energie chimique se trouve alors fournie par By reactive material or capable of reacting with the conductive material is meant a material, inert in isolation, but capable of reacting chemically with the conductive material during the heating thereof by the Joule effect. Chemical energy is then supplied by
cette reaction sous la forme d'une flamme. this reaction in the form of a flame.
Le materiau conducteur pourra etre constitue par du carbone ou bien par un metal tel du cuivre, de l'aluminium, The conductive material may be constituted by carbon or by a metal such as copper, aluminum,
de l'argent ou du magnesium.silver or magnesium.
Le materiau energetique ou susceptible de reagir avec le materiau conducteur pourra etre choisi parmi les composes ou compositions suivantes: Oxyde de cuivrei polytetrafluorethylenei copolymere de chlorofluoroethylenei polytetrafluorethylene/copolymere de chlorofluoroethylenei Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymere de chlorofluoro-ethylenei Bore/Nitrate de The energetic material or likely to react with the conductive material may be chosen from the following compounds or compositions: Copper oxide polytetrafluorethylenei chlorofluoroethylene copolymer polytetrafluorethylene / chlorofluoroethylene copolymer Magnesium / polytetrafluorethylene / chlorofluoro-ethylene copolymer Bore / Nitrate
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potassium; pellicule ou film de nitrocellulose plastifiee; nitrate de polyvinyle, polyoxymethylenei Polychlorure de trifluoroethylenei polychlorure de vinyle; Polychlorure de potassium; plasticized nitrocellulose film or film; polyvinyl nitrate, polyoxymethylenei Trifluoroethylene polyvinyl chloride polychloride; Polychloride
-trifluoroethylene; polysulfone; polyfluorure de vinylidene. -trifluoroethylene; polysulfone; polyvinylidene fluoride.
Dans cette liste les materiaux energetiques vent les compositions Magnesium / polytetrafluorethylene / copolymere de chlorofluoro-ethylene; Bore/Nitrate de potassium) pellicule ou film de nitrocellulose plastifiee; In this list the energetic materials wind 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 cuivrei polytetrafluorethylenei copolymere de chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene/copolymere de chlorofluoroethylene; Polyoxymethylene; Polychlorure de trifluoroethylenei Polychlorure de vinylei Polysulfone; Reactive materials with a wind conductive material: Copper oxide, polytetrafluorethylene, copolymer of chlorofluoroethylene; polytetrafluorethylene / chlorofluoroethylene copolymer; polyoxymethylene; Trifluoroethylene polychloridei Vinyl polychloridei Polysulfone;
1S Polyfluorure de vinylidene.1S Polyvinylidene fluoride.
Suivant le mode particulier de realisation de la figure lr le tube fusible 6 est forme par un melange homogene associant 85 a 95 % en masse de materiau conducteur et 5 a % en masse d'un materiau energetique ou bien susceptible de According to the particular embodiment of FIG. 1, the fuse tube 6 is formed by a homogeneous mixture associating 85 to 95% by mass of conductive material and 5 to% by mass of an energetic material or else capable of
reagir avec le materiau conducteur.react with the conductive material.
On pourra par exemple realiser un tube fusible avec les compositions suivantes: We could for example make a fusible tube with the following compositions:
Exemple 1Example 1
2s 85 a 95% en masse de poudre d'aluminium et de preference %, % a 5% en masse d'une composition associant polytetrafluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene, 2s 85 to 95% by mass of aluminum powder and preferably%,% to 5% by mass of a composition 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 15% en masse d'un melange associant polytetrafluorethylene et copolymere de chlorofluoroethylene, % to 95% by mass of magnesium powder and preferably 90%,% to 15% by mass of a mixture associating polytetrafluorethylene and chlorofluoroethylene copolymer,
et de preference 10%.and preferably 10%.
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On pourra concretement real i ser la feui l le en melangeant le metal (aluminium ou magnesium) a une solution de We can concretely real i ser the leaf 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: s cyclohexyl cetone (cyclohexane) ou acetone. Le melange ainsi realise sera applique comme une peinture sur la surface interne de l'alesage 14 du tube isolant 7. Puis le solvent sera evapore avant mise en place du tube isolant 7 dans l' electrode peripherique 5a et mise en place de l' electrode axiale 5b. Afin d'assurer une bonne qualite de contact on pourra couvrir avec le materiau du tube fusible les parties du tube isolant qui vent en contact avec les electrodes 5a et b (lamage 12 et face inferieure du tube 7). Le composant 1 est relic par des conducteurs 18 et 19 a un generateur electrique 20. Ce generateur est concu pour pouvoir delivrer une energie de 10 kJ a 1 megaJoule sous ethylene in a suitable solvent, for example a ketone: s cyclohexyl ketone (cyclohexane) or acetone. The mixture thus produced will be applied like a paint to the internal surface of the bore 14 of the insulating tube 7. Then the solvent will be evaporated before placing the insulating tube 7 in the peripheral electrode 5a and placing the electrode axial 5b. In order to ensure good quality of contact, the parts of the insulating tube which wind in contact with the electrodes 5a and b may be covered with the material of the fuse tube (counterbore 12 and lower face of the tube 7). Component 1 is connected by conductors 18 and 19 to an electric generator 20. This generator is designed to be able to deliver energy from 10 kJ to 1 megaJoule under
forme dtimpulsions de tension de 1000 volts a 20 kilo Volts. form of voltage pulses from 1000 volts to 20 kilo Volts.
Un tel generateur est classique et comprend par exemple des capacites, une inductance, des thyristors et une alimentation Such a generator is conventional and includes for example capacitors, an inductor, thyristors and a power supply.
stabilisee.stabilized.
Une faTble fraction de l'energie fournie par le generateur est utilisee pour initier le tube fusible 6 par effet joule. Le materiau energetique est alors initie ou bien la reaction entre le materiau conducteur et le materiau reactif est initiee. Une flamme de combustion remplit la A small fraction of the energy supplied by the generator is used to initiate the fuse tube 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
chambre 13.room 13.
Cette flamme est formee naturellement d'atomes et molecules ionises. 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. 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 13 assure un confinement de l'arc et la montee en pression permettant ainsi le developpement du plasma engendre par le tube fusible 6. Le plasma est ejecte a une The chamber 13 ensures confinement of the arc and the rise in pressure thus allowing the development of the plasma generated by the fuse tube 6. The plasma is ejected at a
vitesse de l'ordre de 3500 m/s.speed of the order of 3500 m / s.
Il en resulte une once de choc tres intense (pression de l'ordre du Giga Pascal) qui impacte le chargement explosif 3 The result is an ounce of very intense shock (pressure of the order of Giga Pascal) which impacts the explosive charge 3
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au travers des trous ou canons 16 et 17 et assure l' initiation de celui cf. Le choc sera dautant plus intense que le volume de la through holes or cannons 16 and 17 and ensures the initiation of that cf. The shock will be all the more intense than the volume of the
chambre 13 sera reduit.room 13 will be reduced.
A titre d'exemple on a realise un composant d'allumage associant une micro torche a plasma delimitant une chambre 13 ayant un volume d' environ 15 mm3 et comportant un tube fusible de 2 mm de diametre, 0,1 mm d'epaisseur et ayant comme composition l'une ou l'autre des compositions selon les By way of example, an ignition component has been produced associating a plasma micro torch delimiting a chamber 13 having a volume of approximately 15 mm 3 and comprising a fusible tube 2 mm in diameter, 0.1 mm thick and having as composition one or the other of the compositions according to
exemples 1 et 2.examples 1 and 2.
Un tel composant, alimente sous une impulsion de tension de 800 a 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 11/5mm de haut realise en Is hexogene/cire/graphite (proportions en masses relatives: 98/2/1). La pression de gaz obtenue en sortie du composant Such a component, supplied under a voltage pulse of 800 to 1000 Volts with a maximum intensity of 10000 Amperes, ensures the detonation of an explosive relay of 11.5mm in diameter and 11 / 5mm high made of hexagonal Is / wax / graphite (proportions by relative masses: 98/2/1). The gas pressure obtained at the outlet of the component
est de l'ordre de 1 GPa (1 gigapascal). is around 1 GPa (1 gigapascal).
On volt que le composant selon l' invention est d'une fabrication plus simple que celle des composants de securite ou "slappers" connus puisqu'il ne necessite pas la realisation d'un pont resistif et qu'il ne met pas en muvre We see that the component according to the invention is simpler to manufacture than that of known safety components or "slappers" since it does not require the creation of a resistive bridge and it does not operate
de pastille a projeter de taille reduite. of pastille to project of reduced size.
Le diametre de la chambre 13 (2 mm) est superieur a celui des canons utilises dans les "slappers" connus (dons le The diameter of the chamber 13 (2 mm) is greater than that of the guns used in known "slappers" (donations
diametre est generalement inferieur au mm). diameter is generally less than mm).
La tension d'alimentation 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 supply voltage is also lower (of the order of 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 pour les "slappers" connus (10 Mega Watts), l'intensite 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 for the known "slappers" (10 Mega Watts), the maximum intensity being also higher (about 10 kilo Amperes). The component according to the invention is a safety component since the level of energy necessary for its
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initiation satisfait aux exigences donnees par les normes pas de reaction pyrotechnique pour une impulsion de moins de 500 volts. Il peut done etre utilise dans un dispositif d'amor,cage depourvu de moyens de desalignement de cha1ne initiation meets the requirements given by the standards no pyrotechnic reaction for an impulse of less than 500 volts. It can therefore be used in a priming device, cage devoid of chain misalignment means
s pyrotechnique.s pyrotechnics.
Il est possible en fonction des besoins de jouer sur les differentes dimensions du composant pour definir un composant fonctionnant avec une tension inferieure a 1000 volts. On pourra ainsi reduire le volume de la chambre 13 pour modifier la pression de plasma engendre, done la puissance du composant. La figure 2 montre un composant d'amor,cage selon un deuxieme mode de realisation de l' invention. Pour la simplification de la figure, le composant 1 a ete represente It is possible according to the needs to play on the different dimensions of the component to define a component operating with a voltage lower than 1000 volts. We can thus reduce the volume of the chamber 13 to change the plasma pressure generates, therefore the power of the component. Figure 2 shows a primer component, cage according to a second embodiment of the invention. For the simplification of the figure, component 1 has been represented
seul sans le chargement explosif qu'il doit initier. alone without the explosive charge he must initiate.
Ce composant differe du precedent par la structure du This component differs from the previous one by the structure of the
fusible 6.fuse 6.
Le fusible 6 comprend ainsi une couche 6a de materiau conducteur sur laquelle est deposee au moins une couche 6b d'un materiau energetique ou bien susceptible de reagir avec The fuse 6 thus comprises a layer 6a of conductive material on which is deposited at least one layer 6b of an energetic material or material capable of reacting with
le materiau conducteur.the conductive material.
Pour realiser un tel fusible, on pourra par exemple enrouler sur ellememe une feuille metallique sur laquelle a ete projete au prealable un melange de colle et du materiau To make such a fuse, it is possible, for example, to wind a metal sheet on itself, onto which a mixture of glue and material has been previously projected.
energetique ou pouvant reagir avec le materiau conducteur. energetic or capable of reacting with the conductive material.
Concretement on pourra realiser un fusible comportant une feuille enroulee d'aluminium ou de magnesium sur laquelle a et e depos ee une couche de pol yt et ra fluorethyl ene ou de Concretely we can realize a fuse comprising a sheet wrapped in aluminum or magnesium on which has been deposited a layer of pol yt and ra fluorethyl ene or
chlorure de polyvinyle.polyvinyl chloride.
L'epaisseur de la couche metallique sera de l'ordre de micrometres. L'epaisseur de la (ou des) couches de The thickness of the metal layer will be of the order of micrometres. The thickness of the layer (s) of
materiau energetique sera de l'ordre de 100 micrometres. energetic material will be of the order of 100 micrometers.
On pourra egalement associer une couche d'aluminium ou de magnesium avec une couche de nitrocellulose ou de nitrate de It is also possible to combine a layer of aluminum or magnesium with a layer of nitrocellulose or nitrate of
polyvinyle.Polyvinyl.
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On pourra realiser un depot d'oxyde de cuivre ou de copolymere de chlorofluoroethylene sur une feuille We can make a deposit of copper oxide or chlorofluoroethylene copolymer on a sheet
d'aluminium ou de magnesium.aluminum or magnesium.
On pourra egalement real i ser un depat de polyoxymethylene We can also realize a polyoxymethylene depat
s sur une couche d'aluminium.s on a layer of aluminum.
Dans tous les cas/ les dimensions des differentes couches seront telles quFon associera de 85 a 95% en masse du materiau de la couche conductrice a 5 a 15% en masse du ou In all cases / the dimensions of the different layers will be such that they will combine from 85 to 95% by mass of the material of the conductive layer to 5 to 15% by mass of the
des materiaux de la ou des couches reactives. materials of the reactive layer or layers.
Suivant un mode de realisation prefere, on realisera un fusible en enroulant une feuille d'aluminium sur laquelle est deposee au moins une couche de copolymere de According to a preferred embodiment, a fuse will be produced by winding an aluminum sheet on which is deposited at least one layer of copolymer of
chlorofluoroethylene (connu sous la marque deposee Viton). chlorofluoroethylene (known under the trademark Viton).
Les proportions en masse relatives seront de 90% pour laluminium et de 10% pour le copolymere de chlorofluoroethylene. Le fusible 6 est dispose de telle sorte que la couche metallique 6a se trouve du cote du tube isolant 7 et en The relative mass proportions will be 90% for aluminum and 10% for the chlorofluoroethylene copolymer. The fuse 6 is arranged so that the metal layer 6a is on the side of the insulating tube 7 and in
contact avec les deux electrodes 5a et 5b. contact with the two electrodes 5a and 5b.
Le passage du courant pourra ainsi se faire au travers de la couche conductrice 6a qui assurera par effet joule l' initiation de la reaction avec la couche energetique 6b The passage of the current can thus be done through the conductive layer 6a which will ensure by Joule effect the initiation of the reaction with the energetic layer 6b.
done la generation du plasma.therefore the generation of plasma.
On a realise ainsi un composant comportant un fusible presentant 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). Le fusible est dispose dans une chambre 13 de A component was thus produced comprising a fuse having a layer of 80 micrometers thick of aluminum carrying a layer of 11 micrometers of chlorofluoroethylene copolymer (known under the trademark Viton). The fuse is placed in a room 13 of
volume 15mm3 environ.volume about 15mm3.
Ce composant a pu initier un comprime explosif tel que decrit precedemment en reponse a une impulsion de tension de This component could initiate an explosive tablet as described above in response to a voltage pulse of
1000 volts pour une intensite maximale de 10 kA. 1000 volts for a maximum intensity of 10 kA.
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 We also made a geometric component identical to that of the previous one but whose fusible sheet has a layer of 80 micrometers thick.
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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 une couche de 80 micrometres d'epaisseur de Magnesium portent une couche de 11 micrometres de polytetrafluorethylene (connu Magnesium carry a layer of 11 micrometers of chlorofluoroethylene copolymer We finally made a geometric component identical to that of the previous ones but whose fusible sheet comprises a layer of 80 micrometers thick 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 d'initier des explosifs moins sensibles ou de parametrer de fa,con plus precise les performances d' initiation 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 configure more precisely 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.
La figure 3 montre un tel composant 1. Figure 3 shows such a component 1.
Comme dans le mode de realisation de la figure 2, le composant 1 comprend deux electrodes 5a et 5b qui vent reliees par un fusible 6 associant une couche conductrice 6a As in the embodiment of FIG. 2, the component 1 comprises two electrodes 5a and 5b which are connected by a fuse 6 associating a conductive layer 6a
et une couche energetique 6b.and an energy layer 6b.
Ce composant differe de celui de la figure 2 en ce qutune pastille 21 est intercalee entre le rebord annulaire 9 de l' electrode 5a et le support isolant 15. Cette pastille separe done la chambre 13 de la torche a plasma et le canon 16. La pastille 21 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 lelectrode axiale 5b et la pastille 21. 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 materieu isolant, par exemple une couche de ruban adhesif isolant assurant un niveau d' isolation electrique d'au moins 1000 volts (de tels This component differs from that of FIG. 2 in that a patch 21 is interposed between the annular rim 9 of the electrode 5a and the insulating support 15. This patch therefore separates the chamber 13 of the plasma torch and the barrel 16. The pad 21 will be made of an electrical insulating material or covered with an electrical insulating layer. Such an arrangement makes it possible to avoid priming, cages of electrical areas directly between the axial electrode 5b and the pellet 21. One could for example make the pellet in a plastic material such as a polyimide (material known under the registered trademark Kapton). We can also make the tablet in mica or in metal (aluminum, titanium or steel). In the case of a metal patch, it will be covered on both sides with an insulating material, for example a layer of insulating adhesive tape ensuring a level of electrical insulation of at least 1000 volts (such
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isolants mettent generalement en muvre une couche isolante de insulators generally use an insulating layer of
caoutchouc ou de chlorure de polyvinyle ou PVC). rubber or polyvinyl chloride or PVC).
On a ainsi realise des pastilles projetables en acier de a 120 micrometres d'epaisseurO Lors du passage du courant dans le fusible la pression engendree par la reaction entre le materiau conducteur et le materiau energet ique provoque la decoupe de la past i l le et sa Projectable steel pellets of 120 micrometers thick were thus produced. During the passage of current through the fuse, the pressure generated by the reaction between the conductive material and the energetic material causes the cutting of the pastel and its
projection au travers du canon 16.projection through the barrel 16.
Il n'est done pas necessaire comme dans les slappers connus de prevoir un composant "canon" specifique ( tel un It is therefore not necessary as in known slappers to provide a specific "canon" component (such as a
tube en ceramique de l'ordre du mm de diametre). ceramic tube of the order of a mm in diameter).
Le diametre du canon 16 pourra varier entre 1 et 4 mm, ce qui est superieur aux diametres des canons utilises The diameter of the barrel 16 may vary between 1 and 4 mm, which is greater than the diameters of the barrels used
habituellement dans les ['slappers". usually in ['slappers ".
L'Homme du Metier choisira aisement les dimensions appropriees pour assurer l'effet recherche. On pourra notamment jouer sur 1'epaisseur' done la masse de la pastille, pour modifier l'energie recue par l'explosif a initier. A titre d'exemple on a realise des composants incorporant un fusible associant une couche d'aluminium et une couche de copolymere de chlorofluoroethylene (connu sous la marque deposee Viton) avec les proportions en masses respectives de % et 10% (epaisseur totale du fusible 100 micrometres). On a dispose dans chaque composant une pastille a projeter associee a un canon de diametre 2 ou 4mm, pastille ayant une epaisseur de 30 a 120 micrometres pour de l'acier ou de 80 a micrometres pour du Kapton. Tous les composants ont conduit a l' initiation d'un comprime d'hexagene de 11,5mm x The skilled person will easily choose the appropriate dimensions to ensure the desired effect. We can especially play on the thickness' therefore the mass of the pellet, to modify the energy received by the explosive to initiate. By way of example, components have been made incorporating a fuse associating a layer of aluminum and a layer of chlorofluoroethylene copolymer (known under the registered trademark Viton) with the proportions in respective masses of% and 10% (total thickness of the fuse 100 micrometers). Each component has a pastille to be sprayed associated with a 2 or 4mm diameter cannon, a pastille having a thickness of 30 to 120 micrometres for steel or 80 to micrometres for Kapton. All components led to the initiation of an 11.5mm x hexagen tablet
11,5mm comprime sous 160 Mega Pascals. 11.5mm compresses under 160 Mega Pascals.
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%.
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