RU129034U1

RU129034U1 - PLASMA INJECTOR FOR INITIATING EXPLOSIVE CHARGE

Info

Publication number: RU129034U1
Application number: RU2012145893/02U
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Буркин; Александр Николаевич Ищенко; Валерий Арсентьевич Бураков; Леонид Валерьевич Корольков; Михаил Семенович Барышев
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-06-20

Abstract

1. Инжектор плазмы для инициирования заряда взрывчатого вещества (ВВ), содержащий электрически соединенные между собой посредством проволочки анод и коаксиально с ним расположенный через изолятор корпус-катод, металлическую оболочку, размещенную в цилиндрической втулке из полимерного материала с плазменным каналом и электрически соединенную с анодом и корпусом - катодом через проволочку, и рабочий объем для заряда ВВ, при этом проволочка расположена в плазменном канале втулки, отличающийся тем, что проволочка расположена в плазменном канале втулки из полимерного материала по всей ее длине, при этом втулка из полимерного материала, металлическая оболочка, корпус-катод и проволочка образуют плазменный узел, выполненный с возможностью замены при сгорании втулки из полимерного материала.2. Инжектор плазмы по п.1, отличающийся тем, что плазменный узел частично расположен в рабочем объеме для заряда ВВ, а металлическая оболочка и втулка выполнены с радиальными отверстиями.1. A plasma injector for initiating an explosive (BB) charge, comprising an anode electrically connected to each other by a wire and a cathode-cathode located through an insulator, a metal shell placed in a cylindrical sleeve of a polymer material with a plasma channel and electrically connected to the anode and the cathode body through the wire, and the working volume for the explosive charge, while the wire is located in the plasma channel of the sleeve, characterized in that the wire is located in the plasma the sleeve of the polymer material along its entire length, while the sleeve of the polymer material, the metal shell, the cathode body and the wire form a plasma unit that can be replaced when the sleeve of the polymer material is burned. 2. The plasma injector according to claim 1, characterized in that the plasma unit is partially located in the working volume for the explosive charge, and the metal shell and the sleeve are made with radial holes.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, предназначена для генерации плазмы, создания плазменных потоков целевого назначения и может быть использована для инициирования зарядов ВВ в различных технических системах, в ракетно -артиллерийской технике и при проведении промышленных взрывов.The utility model relates to the field of electrical engineering, is intended for plasma generation, the creation of plasma flows for the intended purpose and can be used to initiate explosive charges in various technical systems, in rocket and artillery equipment and during industrial explosions.

Известны устройства, конструкция и принцип действия которых изложены в Thomas Н.G., Weise G., Kruse J., Schaffers P., Haak H-K. Status and Results of R&D Program on ETC Technologies./ЛЕЕЕ TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol.37, №7, JAMJARI 2001, p.46-51, предназначенные для инициирования (воспламенения) пороховых зарядов. Устройства по своей сути представляют собой инжектор плазмы, конструктивно состоящий из коаксиально расположенных анода и катода, разделенных изолятором, между которыми зажигается дуговой разряд, формирующий плазму, которая в свою очередь по плазменному каналу транспортируется к пороховому заряду и инициирует его.Known devices whose design and principle of operation are described in Thomas N. G., Weise G., Kruse J., Schaffers P., Haak H-K. Status and Results of R&D Program on ETC Technologies. MORE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol. 37, No. 7, JAMJARI 2001, p. 46-51, intended to initiate (ignite) powder charges. The devices are essentially a plasma injector, structurally consisting of a coaxially located anode and cathode, separated by an insulator, between which an arc discharge is ignited, forming a plasma, which in turn is transported through the plasma channel to the powder charge and initiates it.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является известная конструкция инжектора плазмы Caillard J., de Izarra С., Brunet L. Experimental Assessment of 1 kJ Electro-Pyrotechnik Device Ignited in the 300-1000 V Range for ETC Studies./ЛЕЕЕ TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol.37, №7, JANUARI 2001, p.152-156 - выбранная за прототипThe closest in technical essence to the claimed utility model is the known design of the plasma injector Caillard J., de Izarra C., Brunet L. Experimental Assessment of 1 kJ Electro-Pyrotechnik Device Ignited in the 300-1000 V Range for ETC Studies. / MORE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol. 37, No. 7, JANUARI 2001, p. 152-156 - selected for prototype

На фиг.1 представлен общий вид конструкции инжектора плазмы - прототипа, который состоит из центрального электрода(анода) - 1, изолятора - 2, корпуса - 3, кольцевого электрода (катода) - 4, втулки - 5, выполненной из полимерного материала и плазменного канала (полость) - 7, в которой устанавливается проводник - 6, электрически соединенный с анодом 1 и катодом 4, между которыми расположен изолятор 2. С катодом 4 и анодом 1 соединены также источник питания плазматрона, например, конденсатор - С и ключ-К.Figure 1 presents a General view of the design of the plasma injector - the prototype, which consists of a central electrode (anode) - 1, an insulator - 2, a housing - 3, a ring electrode (cathode) - 4, a sleeve - 5, made of a polymer material and a plasma channel (cavity) - 7, in which a conductor - 6 is installed, electrically connected to the anode 1 and cathode 4, between which an insulator 2 is located. A plasma torch power source is also connected to the cathode 4 and anode 1, for example, a capacitor - C and key-K .

Описанное устройство имеет малую интенсивность воздействие плазмы на заряд и большое время задержки воспламенения заряда. Кроме того на подготовку инжектора плазмы к последующему эксперименту затрачивается много времени. Техническим результатом полезной модели является повышение интенсивности создания плазмы и воздействия плазменных потоков на воспламенение зарядов ВВ, а также в повышении технологичности сборки инжектора плазмы при проведении экспериментов.The described device has a low intensity of the effect of plasma on the charge and a large delay time of ignition of the charge. In addition, a lot of time is spent on preparing the plasma injector for the subsequent experiment. The technical result of the utility model is to increase the intensity of plasma generation and the effect of plasma flows on the ignition of explosive charges, as well as to increase the manufacturability of the plasma injector assembly during experiments.

Технический результат полезной модели достигается тем, что создано устройство, которое состоит из анода, коаксиально с ним расположенного через изолятор катода, электрически соединенные между собой проволочкой, расположенной в плазменном канале, ограниченном цилиндрической втулкой из полимерного материала. Проволочка крепится между катодом, который является корпусом, и анодом на противоположном ему торце плазменного канала таким образом, что проволочка располагается по всей длине втулки из полимерного материала, а втулка снабжена металлической оболочкой, электрически соединенной с катодом-корпусом и представляет собой вместе с проволочкой плазменный узел, выполненный с возможностью замены при полном сгорании втулки.The technical result of the utility model is achieved by the fact that a device is created that consists of an anode coaxially located through a cathode insulator, electrically interconnected by a wire located in a plasma channel bounded by a cylindrical sleeve made of a polymer material. The wire is attached between the cathode, which is the case, and the anode on the opposite end of the plasma channel so that the wire is located along the entire length of the sleeve of polymer material, and the sleeve is equipped with a metal sheath, electrically connected to the cathode-case and is a plasma wire together with the wire node made with the possibility of replacement with complete combustion of the sleeve.

Плазменный узел выполнен частично расположенным в пороховом заряде, а металлическая оболочка и втулка имеют радиальные отверстияThe plasma assembly is partially located in the powder charge, and the metal shell and sleeve have radial holes

Пример реализации данной полезной модели приведен на Фиг.2 На фиг 2 представлен общий вид конструкции заявляемой полезной модели инжектора плазмы, который состоит: из центрального электрода (анода) 1, изолятора 2, корпуса (катода) - 3, металлической оболочки 4, размещенной в нем втулки 5, из полимерного материала, плазменного канала 6, в котором устанавливается проволочка -7 электрически, соединяющая катод с анодом, рабочего объема 8, снабженного зарядом взрывчатого вещества 9, радиальных отверстий втулки и металлической оболочки 10. С катодом 3 и анодом 1 соединен источник питания инжектора плазмы, например конденсатор - С и ключ - КAn example of the implementation of this utility model is shown in FIG. 2. FIG. 2 shows a general view of the design of the inventive utility model of a plasma injector, which consists of: a central electrode (anode) 1, an insulator 2, a housing (cathode) - 3, a metal shell 4 located in therein of a sleeve 5, made of a polymer material, a plasma channel 6, in which a -7 wire is installed electrically connecting the cathode to the anode, a working volume of 8, equipped with a charge of explosive 9, radial holes of the sleeve and a metal shell 10. With the cathode 3 and a Odom 1 coupled plasma source power injector, for example a capacitor - C and key - K

Инжектор плазмы работает следующим образом.The plasma injector operates as follows.

При замыкании ключа - К конденсатор - С электрически подключается к аноду 1 и катоду 3, по проволочке 7 протекает электрический ток, под действием которого она сгорает с образованием электрической дуги. Дуга термически воздействует на полимерный материал втулки 5. Материал разлагается с образованием газовой фракции, которая под действием дуги превращается в плазму. Причем, благодаря расположению проволочки 7 по всей длине втулки 5 электрическая дуга также горит по всей длине втулки и, следовательно, воздействие на полимерный материал происходит также по всей длине одновременно. Такой процесс генерации плазмы позволяет существенно повысить интенсивность образования плазмы, повысить ее температуру и снизить время формирования потока плазмы. Плазма по каналу 6 истекает в рабочий объем 8 через отверстия 10 и инициирует заряд взрывчатого вещества.When the key is closed - K, the capacitor - C is electrically connected to the anode 1 and cathode 3, an electric current flows through wire 7, under the influence of which it burns with the formation of an electric arc. The arc thermally affects the polymer material of the sleeve 5. The material decomposes with the formation of a gas fraction, which under the action of the arc turns into a plasma. Moreover, due to the location of the wire 7 along the entire length of the sleeve 5, the electric arc also burns along the entire length of the sleeve and, therefore, the impact on the polymer material also occurs along the entire length simultaneously. Such a process of plasma generation can significantly increase the intensity of plasma formation, increase its temperature and reduce the formation time of the plasma flow. The plasma through the channel 6 flows into the working volume 8 through the holes 10 and initiates an explosive charge.

Частичное размещение плазменного узла в пороховом заряде и наличие отверстий позволяет одновременно инициировать заряд во многих местах, что увеличивает интенсивность воздействия плазмы на заряд, повышает скорость его сгорания, соответственно, растет скорость повышения давления в рабочем объеме 9, что в конечном результате увеличивает скорость метания снаряда 11. Для повторного эксперимента необходимо заменить отработавшие детали инжектора плазмы, а именно проволочку 6 и втулку 5.Partial placement of the plasma unit in the powder charge and the presence of holes allows you to simultaneously initiate a charge in many places, which increases the intensity of the plasma effect on the charge, increases its rate of combustion, respectively, increases the rate of increase in pressure in the working volume 9, which ultimately increases the speed of projectile throwing 11. For a second experiment, it is necessary to replace the spent parts of the plasma injector, namely, wire 6 and sleeve 5.

Наличие металлической оболочки и создание сменного плазменного узла в настоящей полезной модели улучшает технологию подготовки инжектора плазмы для следующего эксперимента.The presence of a metal shell and the creation of a replaceable plasma unit in this utility model improves the technology for preparing a plasma injector for the next experiment.

Таким образом, в сравнении с прототипом заявляемая полезная модель имеет следующие преимущества:Thus, in comparison with the prototype of the claimed utility model has the following advantages:

1. Взрыв проволочки под действием напряжения создает ионизированный канал. По этому каналу возникает электрическая дуга большей мощности между анодом и катодом.1. Explosion of a wire under the action of voltage creates an ionized channel. An electric arc of greater power appears between this anode and the cathode.

2. Дуга создает высокую температуру, под действием которой зажигается полимерная втулка одновременно по всей длине.2. The arc creates a high temperature, under the influence of which the polymer sleeve is ignited simultaneously along the entire length.

3. Продукты сгорания истекают через радиальные каналы и зажигают основной заряд одновременно инициируя пороховой заряд во многих местах, что в конечном итоге увеличивает интенсивность воздействия плазмы на основной заряд, повышает скорость его горения.3. The combustion products expire through radial channels and ignite the main charge while simultaneously initiating a powder charge in many places, which ultimately increases the intensity of the plasma effect on the main charge, and increases its burning rate.

4. Втулка снабжена металлической оболочкой и представляет собой вместе с проволочкой отдельный сменный плазменный узел, что упрощает процесс перезаряжания инжектора плазмы для каждого последующего выстрела4. The sleeve is equipped with a metal shell and, together with the wire, is a separate replaceable plasma unit, which simplifies the process of recharging the plasma injector for each subsequent shot

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Thomas H.G., Weise G., Kruse J., Schaffers P., Haak H-K. Status and Results of R&D Program on ETC Technologies./ЛЕЕЕ TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol.37, №7, JANUARJ 2001, p.46-511. Thomas H. G., Weise G., Kruse J., Schaffers P., Haak H-K. Status and Results of R&D Program on ETC Technologies. / MORE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol. 37, No. 7, JANUARJ 2001, p. 46-51

2. Caillard J., de Izarra C., Brunei L. Experimental Assessment of 1 U Electro-Pyrotechnik Device Ignited in the 300-1000 V Range for ETC Studies./ЛЕЕЕ TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol.37, №7, JANUARI 2001, p.152-1562. Caillard J., de Izarra C., Brunei L. Experimental Assessment of 1 U Electro-Pyrotechnik Device Ignited in the 300-1000 V Range for ETC Studies. / LEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol. 37, No. 7, JANUARI 2001 p.152-156

Claims

1. A plasma injector for initiating an explosive (BB) charge, comprising an anode electrically connected to each other by a wire and a cathode-cathode located through an insulator, a metal shell placed in a cylindrical sleeve of a polymer material with a plasma channel and electrically connected to the anode and the cathode body through the wire, and the working volume for the explosive charge, while the wire is located in the plasma channel of the sleeve, characterized in that the wire is located in the plasma the sleeve of the polymer material along its entire length, while the sleeve of the polymer material, the metal shell, the cathode body and the wire form a plasma unit configured to be replaced when the sleeve of the polymer material is burned.

2. The plasma injector according to claim 1, characterized in that the plasma unit is partially located in the working volume for the explosive charge, and the metal shell and the sleeve are made with radial holes.