RU176158U1

RU176158U1 - ELECTRIC IGNITOR

Info

Publication number: RU176158U1
Application number: RU2017137044U
Authority: RU
Inventors: Федор Александрович Колосовников; Игорь Александрович Оськин; Михаил Иосифович Фильковский; Константин Алексеевич Лохов; Александр Викторович Киселев
Original assignee: Михаил Иосифович Фильковский
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2018-01-10

Abstract

Полезная модель относится к электрическим средствам инициирования, преимущественно мостиковым, и может быть использована в средствах воспламенения пороховых зарядов к боеприпасам, патронам стрелкового оружия, выстрелам малокалиберной артиллерии, детонаторам и фейерверкам.Электровоспламенитель содержит цилиндрический корпус, под крышкой которого размещен в горючем заряде мостик накаливания, проволочный резистор которого приварен к токовводам, укрепленным в диэлектрической монтажной колодочке, закрепленной в открытом торце корпуса.Новым является то, что диэлектрическая монтажная колодочка выполнена литьем боросиликатноного стекла в оболочку из материала с тождественным коэффициентом теплового расширения - сплава ковар, примыкающую к корпусу, причем рифли на открытом торце колодочки заполнены электрошунтирующим составом с распределенной алюминиевой пудрой, при этом горючий заряд выполнен из инициирующего пиротехнического состава, преимущественно из тетранитрорезорцината свинца (ТНРС), снаряженного в виде водной суспензии, а крышка имеет форму колпачка, приклеенного к корпусу посредством анаэробного герметика.Предложенное техническое решение обеспечило минитюаризацию электровоспламенителя повышенной функциональной надежности, срабатывающего от кратно меньшего рабочего тока, сравнительно с уровнем данной области техники, что расширяет область его применения, в частности в боеприпасах малокалиберной артиллерии.The utility model relates to electric means of initiation, mainly bridged, and can be used in the ignition of powder charges for ammunition, small arms cartridges, small-caliber artillery shots, detonators and fireworks. The electric igniter contains a cylindrical body, under the lid of which is placed in the fuel charge bridge whose wire resistor is welded to current leads fixed in a dielectric mounting block fixed in the open end of the housing A. It is new that the dielectric mounting block is made by casting borosilicate glass into a shell of a material with the same coefficient of thermal expansion - an alloy of Kovar adjacent to the body, and the flutes on the open end of the block are filled with an electric shunt compound with distributed aluminum powder, while the combustible charge is made from the initiating pyrotechnic composition, mainly from lead tetranitroresorcinate (TNRS), equipped in the form of an aqueous suspension, and the lid has the shape of a cap eennogo housing by anaerobic germetika.Predlozhennoe technical solution provided miniaturization electric spark increased functional reliability, triggered by a multiple of a smaller operating current, as compared with the level of the art, thereby extending the field of application, in particular in small-caliber artillery ammunition.

Description

Полезная модель относится к электрическим средствам инициирования, преимущественно мостиковым, и может быть использована в средствах воспламенения пороховых зарядов к боеприпасам, патронам стрелкового оружия, выстрелам малокалиберной артиллерии, детонаторам и фейерверкам.The utility model relates to electric means of initiation, mainly bridging, and can be used in the means of ignition of powder charges for ammunition, small arms cartridges, small-caliber artillery shots, detonators and fireworks.

Уровень данной области техники характеризует электровоспламенитель, описанный в патенте DE 3613134, F42B 312, 1987 г., который содержит корпус, диэлектрическую колодочку с встроенными электровводами, воспламенительный состав, запрессованный в корпус, мостик накаливания, резисторная проволочка которого размещена внутри воспламенительного состава.The level of this technical field is characterized by an electric igniter described in DE 3613134, F42B 312, 1987, which contains a housing, a dielectric block with integrated electric inputs, an igniter composition, pressed into the housing, an incandescent bridge, the resistor wire of which is located inside the igniter composition.

Недостатками описанного электровоспламенителя являются:The disadvantages of the described electric igniter are:

- низкая технологичность изготовления из-за того, что при запрессовке воспламенительного состава высока вероятность нарушения качества соединений мостика накаливания с токовводами, что лишает функциональности большой процент готовых изделий со скрытым дефектом;- low manufacturability due to the fact that when pressing the igniter composition there is a high probability of impaired quality of the connection of the incandescent bridge with the current leads, which deprives the functionality of a large percentage of finished products with a hidden defect;

- взрывоопасность при снаряжении корпуса изделий методом прессования воспламенительного состава, который имеет высокую чувствительность к механическим воздействиям;- the explosion hazard when equipping the body of the product by pressing the igniter composition, which has a high sensitivity to mechanical stress;

- резко выраженное осевое действие при периферийном расположении мостика накаливания в воспламенительном составе может привести к дроблению инициируемых зарядов, что, как следствие, создает нештатный режим срабатывания исполнительных элементов.- a pronounced axial action at the peripheral location of the incandescent bridge in the ignition composition can lead to crushing of the initiated charges, which, as a result, creates an abnormal operating mode of the actuating elements.

Более совершенным является электровоспламенитель по патенту RU 2422756 С2, F42B 3/12, F42C 19/12, 2006 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.More perfect is the electric igniter according to patent RU 2422756 C2, F42B 3/12, F42C 19/12, 2006, which is selected by technical essence and the number of matching features as the closest analogue to the proposed one.

Известный электровоспламенитель содержит цилиндрический корпус, диэлектрическую колодочку с встроенными электровводами, воспламенительный состав, мостик накаливания, расположенный в объеме воспламенительного состава, прикрепленный методом контактной микросварки к плоской части токовводов, выполненных в виде тонких металлических лент из мельхиора, плоскость которых параллельна вектору силы прессования воспламенительного состава в корпусе.Known electric igniter contains a cylindrical body, a dielectric block with built-in electric inputs, an igniter composition, an incandescent bridge located in the volume of the igniter composition, attached by contact micro welding to the flat part of the current leads made in the form of thin metal ribbons of nickel silver, the plane of which is parallel to the pressing force vector of the igniter composition in the case.

Особенностью известного электровоспламенителя является то, что его воспламенительный состав содержит, мас. %:A feature of the known electric igniter is that its igniter composition contains, by weight. %:

роданит свинцаrhodanite lead 40-6040-60 перхлорат калияpotassium perchlorate 35-5535-55 хромат свинцаlead chromate 7-307-30 полимерное связующееpolymer binder 1-2 сверх 100%1-2 over 100%

Известный электровоспламенитель характеризуется улучшенной технологией прессования при воздействии на места соединений мостика накаливания нагрузками на сдвиг, а не на разрыв и срез, что обеспечило целостность готового изделия, пониженной чувствительностью к механическим воздействиям при сопутствующем уменьшении потерь тепла, отводимого от мостика накаливания, что стабилизирует условия объемного воспламенения снаряжения.The well-known electric igniter is characterized by improved pressing technology when exposed to the joints of the incandescent bridge by shear and not tensile and shear loads, which ensured the integrity of the finished product, reduced sensitivity to mechanical stress with a concomitant decrease in heat loss from the incandescent bridge, which stabilizes the volumetric conditions ignition equipment.

Однако, продолжением отмеченных достоинств известного электровоспламенителя являются присущие недостатки:However, a continuation of the noted advantages of the known electric igniter are the inherent disadvantages:

- ограниченная область применения из-за относительно больших габаритов и величины рабочего тока для встраивания в снаряды малокалиберной артиллерии;- limited scope due to the relatively large dimensions and the magnitude of the working current for embedding in small-caliber artillery shells;

- возможность несанкционированного срабатывания электровоспламенителя в стволе пушки при автоматической стрельбе с электромагнитным прицеливании снарядов, что происходит по причине больших наведенных токов самоиндукции при этом, что недопустимо.- the possibility of unauthorized operation of an electric igniter in the barrel of a gun during automatic firing with electromagnetic aiming of shells, which occurs due to the high induced currents of self-induction in this case, which is unacceptable.

Кроме того, в известном электровоспламенителе в качестве генератора запускающего высокотемпературного факела используется воспламенительный состав, для инициирования которого требуется относительно большой ток, источник которого в стесненных габаритах малокалиберных снарядов поместить невозможно.In addition, in the known electric igniter, an igniter composition is used as a trigger generator for a high-temperature torch, the initiation of which requires a relatively large current, the source of which cannot be placed in the cramped dimensions of small-caliber shells.

Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности и расширение технологических возможностей миниатюрного электровоспламенителя для его встраивания в штатные снаряды малокалиберной артиллерии.The technical problem to which the present utility model is directed is to increase the functional reliability and expand the technological capabilities of a miniature electric igniter for its integration into standard shells of small-caliber artillery.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном электровоспламенителе, содержащем цилиндрический корпус, под крышкой которого размещен в горючем заряде мостик накаливания, проволочный резистор которого приварен к токовводам, укрепленным в диэлектрической монтажной колодочке, закрепленной в открытом торце корпуса, по предложению авторов, диэлектрическая монтажная колодочка выполнена литьем боросиликатноного стекла в оболочку из материала с тождественным коэффициентом теплового расширения - сплава ковар, примыкающую к корпусу, причем рифли на открытом торце колодочки заполнены электрошунтирующим составом с распределенной алюминиевой пудрой, при этом горючий заряд выполнен из инициирующего пиротехнического состава, преимущественно из тетранитрорезорцината свинца (ТНРС), снаряженного в виде водной суспензии, а крышка имеет форму колпачка, приклеенного к корпусу посредством анаэробного герметика.The required technical result is achieved by the fact that in a known electric igniter containing a cylindrical body, under the cover of which an incandescent bridge is placed in a combustible charge, a wire resistor of which is welded to current leads fixed in a dielectric mounting block fixed in the open end of the housing, on the proposal of the authors, a dielectric mounting the block is made by casting borosilicate glass into a shell made of a material with the same coefficient of thermal expansion - alloy Kovar, adjacent south of the body, and the flutes on the open end of the block are filled with an electroshunt composition with distributed aluminum powder, while the combustible charge is made of an initiating pyrotechnic composition, mainly of lead tetranitroresorcinate (TNRS), equipped in the form of an aqueous suspension, and the lid has the shape of a cap glued to body through anaerobic sealant.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили минитюаризацию электровоспламенителя повышенной функциональной надежности, срабатывающего от кратно меньшего рабочего тока, сравнительно с уровнем данной области техники, что расширяет область его применения, в частности, в боеприпасах малокалиберной артиллерии.Distinctive features of the proposed technical solution ensured the miniaturization of an electric igniter of increased functional reliability, triggered by a multiple of a smaller operating current, compared with the level of this technical field, which expands its scope, in particular in munitions of small-caliber artillery.

Выполнение диэлектрической монтажной колодочки из литьевого боросиликатного стекла в оболочку из сплава ковар обеспечивает между ними технологический спай, характеризующийся тождественным коэффициентом теплового расширения, что создает монолитную сборную структуру из диэлектрика, в котором размещены изолированные токовводы, и оболочки, примыкающей к корпусу.The implementation of a dielectric mounting block from cast borosilicate glass into a shell made of Kovar alloy provides a technological junction between them, characterized by an identical coefficient of thermal expansion, which creates a monolithic prefabricated structure of a dielectric in which insulated current leads are placed, and a shell adjacent to the housing.

Эта структура беззазорной связи между составляющими элементами предотвращает проникание к снаряжению электровоспламенителя атмосферного воздуха, чем обеспечена высокая функциональная надежность изделия в течение всего срока хранения.This structure of the gap-free connection between the constituent elements prevents the penetration of atmospheric air electric igniter to the equipment, which ensures high functional reliability of the product during the entire storage period.

Выполнение на торце диэлектрической монтажной колодочки электропроводящего слоя, контактирующего через коваровую оболочку с корпусом, обеспечивает шунтирование на токоведущий корпус статического электричества и наведенных блуждающих токов, предотвращая их негативное воздействие на электромостик, предотвращая таким образом возможность несанкционированного накаливания тонкой (12 мкм) нихромовой проволочки мостика накаливания.The implementation of the conductive layer at the end of the dielectric mounting block in contact with the casing through the insulated casing provides shunting of static electricity and induced stray currents to the current-carrying casing, preventing their negative impact on the electrical bridge, thereby preventing the possibility of unauthorized incandescence of a thin (12 μm) nichrome wire glow bridge .

Шунтирующий слой, включающий клеящее связующее с распределенной в объеме алюминиевой пудрой, является электропроводником, который физически закреплен в рифлях на торце диэлектрической монтажной колодочки, замыкаясь при этом на несущую ее оболочку и корпус.The shunt layer, including an adhesive binder with aluminum powder distributed in the volume, is an electrical conductor, which is physically fixed in flutes at the end of the dielectric mounting block, being closed at the same time to its supporting shell and casing.

Выполнение горючего заряда, примыкающего к проволочному резистору электромостика, из пиротехнического инициирующего состава обеспечивает его воспламенение от кратно меньших значений рабочего тока, генерируемого миниатюрным маломощным источником, который возможно разместить в стесненных объемах ответственных изделий, например, в снарядах малокалиберной артиллерии.The implementation of the combustible charge adjacent to the wire resistor of the electric bridge from the pyrotechnic initiating composition ensures its ignition from multiple lower values of the operating current generated by a miniature low-power source, which can be placed in cramped volumes of critical products, for example, in small-caliber artillery shells.

Инициирующий состав из тетранитрорезорцината свинца (ТНРС) характеризуется высокой чувствительностью к тепловому импульсу, безопасностью в обращении и применении, прессуемостью, химической и физической стойкостью, влагостойкостью.Lead tetranitroresorcinate (TNRS) initiating composition is characterized by high sensitivity to thermal impulse, safety in handling and use, compressibility, chemical and physical resistance, moisture resistance.

Последнее обстоятельство позволяет обеспечить технологическую безопасность за счет формирования заряда отсадкой водной суспензии действующего вещества.The latter circumstance makes it possible to ensure technological safety due to the formation of a charge by depositing an aqueous suspension of the active substance.

Существенным преимуществом этой «мокрой» технологии является то, что технологическая суспензия заполняет пространство между токовводами, равное 0,6-0,8 мм.A significant advantage of this “wet” technology is that the technological suspension fills the space between current leads equal to 0.6-0.8 mm.

После отсадки технологической суспензии в корпус провяливанием удаляется вода естественным испарением, уплотняя ТНРС в корпусе, формообразуя горючий заряд, который плотно примыкает к резистивному электромостику, что необходимо для надежного воспламенения заряда от минимального теплового импульса.After the technological suspension is deposited into the casing, water is evaporated by natural evaporation by densification, compacting the injection pump in the casing, forming a combustible charge that tightly adjoins the resistive electrical bridge, which is necessary for reliable ignition of the charge from a minimum heat pulse.

Рабочий ток, необходимый для инициирования предложенного горючего заряда составляет 0,15 А против 0,5 А по прототипу.The working current required to initiate the proposed combustible charge is 0.15 A against 0.5 A of the prototype.

Выполнение крышки корпуса электровоспламенителя в форме колпачка, который беззазорно приклеен посредством анаэробного герметика, исключило проницание влаги атмосферного воздуха к горючему заряду, воспламеняемость которого не изменяется на всем протяжении хранения и служебного обращения изделия.The execution of the cap cover of the electric igniter in the form of a cap, which is adherently glued with an anaerobic sealant, excluded the penetration of atmospheric air moisture into the combustible charge, the flammability of which does not change throughout the storage and service circulation of the product.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивом единстве являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in stable unity is sufficient to achieve the novelty of a quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the stated technical problem is solved not by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления миниатюрного электровоспламенителя на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the utility model does not explicitly follow for a pyrotechnic specialist, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of a miniature electric igniter in an existing production, we can conclude that the conditions patentability.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний формулы, где схематично изображен предложенный электровоспламенитель.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of the claims of the formula, where the proposed electric igniter is schematically depicted.

В цилиндрическом корпусе 1 в примыкании закреплена оболочка 2 из сплава ковар марки 29НК по ГОСТ 10994-74, содержащего (мас. %): 29 никеля, 17 кобальта и 54 железа.In the cylindrical body 1, in an adjoining position, a sheath 2 is made of an alloy of Kovar brand 29NK according to GOST 10994-74, containing (wt.%): 29 nickel, 17 cobalt and 54 iron.

Оболочка 2 из сплава ковар, характеризующегося высокой адгезией к расплавленному стеклу, заполняется методом литья расплава боросиликатного стекла, с образованием спая по поверхности примыкания оболочки 2 и сформированной при остывании диэлектрической колодочки 3 внутри.Shell 2 made of Kovar alloy, characterized by high adhesion to molten glass, is filled by casting a borosilicate glass melt, with the formation of a junction on the abutment surface of shell 2 and formed during cooling of the dielectric block 3 inside.

В колодочке 3 укреплены при ее отливке токовводы 4 и 5 с зазором 0,5-0,8 мм между ними, к свободным торцам которых контактной микросваркой прикреплены концы проволочного резистора 6 из нихрома диаметром 0,12 мкм.When casting it, the current leads 4 and 5 are strengthened during casting with a gap of 0.5-0.8 mm between them, to the free ends of which the ends of a wire resistor 6 of nichrome with a diameter of 0.12 μm are attached by contact welding.

Токовводы 4, 5 зажаты в питающем фидере 7, связанном с источником тока (условно не показан).The current leads 4, 5 are clamped in a supply feeder 7 connected to a current source (not conventionally shown).

В корпусе 1 поверх стеклянной колодочки 3 залит и подпрессован горючий заряд 8, который выполнен из инициирующего пиротехнического состава на основе ТНРС (тетранитрорезорцината свинца).In the housing 1, on top of the glass block 3, a combustible charge 8 is filled and prepressed, which is made of an initiating pyrotechnic composition based on TNRS (lead tetranitroresorcinate).

Заряд 8 формируется в виде водной суспензии пиротехнической композиции, которой заполняется свободный объем корпуса 1 и выдерживается при нормальной температуре цеха для удаления провяливанием влаги до содержания не выше 0,6 мас. %.Charge 8 is formed in the form of an aqueous suspension of the pyrotechnic composition, which fills the free volume of the housing 1 and is kept at normal temperature of the workshop to remove by drying the moisture to a content of not higher than 0.6 wt. %

Сформированную таким образом пиротехническую композицию порывают колпачком 9, укрепляемым в корпусе 1 посредством прослойки анаэробного герметика между ними.The pyrotechnic composition thus formed is torn by a cap 9, which is fixed in the housing 1 by means of an anaerobic sealant layer between them.

Стеклянная колодочка 3 к оболочке 2 из ковара примыкает беззазорно и при эксплуатации сохраняет в спае конструкционное единство, так как их материалы имеют тождественные коэффициенты теплового расширения.The glass block 3 adjoins to the shell 2 made of kovar without gap and during operation maintains structural unity in the joint, since their materials have identical coefficients of thermal expansion.

С открытого торца в диэлектрической колодочке 3 при литье сформированы рифли 10, которые затем заполнены клеящимся составом, содержащим распределенную алюминиевую пудру, образующим токопроводящую прослойку 11 - шунт на корпус 1.From the open end in the dielectric block 3 during molding, riffles 10 are formed, which are then filled with an adhesive composition containing distributed aluminum powder, forming a conductive layer 11 - a shunt on the housing 1.

Функционирует электровоспламенитель по полезной модели следующим образом.The electric igniter operates according to a utility model as follows.

При подаче электрического импульса от бортового источника тока на токовводы 4 и 5 резистор 6 раскаляется, выделяя тепло.When applying an electrical impulse from the on-board current source to the current leads 4 and 5, the resistor 6 heats up, generating heat.

Тепловой энергией от раскаленного резистора 6 инициируется горючий заряд 8, который практически мгновенно сгорает, образуя горячий аэрозоль из газообразных продуктов горения и раскаленной конденсированной фазы -распределенных очагов воспламенения.Thermal energy from a red-hot resistor 6 initiates a combustible charge 8, which burns out almost instantly, forming a hot aerosol from gaseous products of combustion and a red-hot condensed phase — distributed ignition centers.

Под колпачком 9 скачком повышается давление, при этом она прожигается или вышибается из корпуса 1, освобождая проход огневому форсу, который поступает на исполнительный элемент подрыва снаряжения снаряда.Under the cap 9, the pressure increases abruptly, while it is burned or knocked out of the housing 1, freeing the passage for the fire force, which enters the actuator for undermining the projectile equipment.

Опытная проверка экспериментальных образцов предложенного электовоспламенителя была проверена в климатической камере и затем на огневом стенде, результаты которых подтвердили функциональность и надежность миниатюрной конструкции, которую рекомендовано в составе боеприпасов на натурные и государственные испытания, с целью определения работоспособности и пригодности для использования в боеприпасах малокалиберной артиллерии.An experimental verification of the experimental samples of the proposed electric igniter was tested in a climate chamber and then on a fire stand, the results of which confirmed the functionality and reliability of the miniature design, which is recommended as part of ammunition for full-scale and state tests, in order to determine the operability and suitability for use in small-caliber artillery ammunition.

Claims

1. An electric igniter containing a cylindrical body, under the cover of which an incandescent bridge is placed in a combustible charge, a wire resistor of which is welded to current leads fixed in a dielectric mounting block fixed in the open end of the case, characterized in that the dielectric mounting block is made by casting borosilicate glass into the shell from a material with the same coefficient of thermal expansion - alloy Kovar adjacent to the body, and the grooves on the open end of the block are filled with electric an electroshunt composition with aluminum powder, while the combustible charge is made of an initiating pyrotechnic composition, and the lid has the shape of a cap glued to the body by means of an anaerobic sealant.

2. The electric igniter according to claim 1, characterized in that the initiating pyrotechnic charge is made of lead tetranitroresorcinate (TNRS), equipped in the form of an aqueous suspension.