RU190320U1 - Short-term power supply - Google Patents

Short-term power supply Download PDF

Info

Publication number
RU190320U1
RU190320U1 RU2019110809U RU2019110809U RU190320U1 RU 190320 U1 RU190320 U1 RU 190320U1 RU 2019110809 U RU2019110809 U RU 2019110809U RU 2019110809 U RU2019110809 U RU 2019110809U RU 190320 U1 RU190320 U1 RU 190320U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
short
power supply
housing
piezoelectric element
term power
Prior art date
Application number
RU2019110809U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Николаевич Тикменов
Владимир Ильич Ухандеев
Константин Александрович Думчиков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС" filed Critical Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС"
Priority to RU2019110809U priority Critical patent/RU190320U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU190320U1 publication Critical patent/RU190320U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00Electric fuzes
    • F42C11/02Electric fuzes with piezo-crystal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00Details of fuzes
    • F42C19/08Primers; Detonators
    • F42C19/12Primers; Detonators electric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к автономным источникам электропитания электронного взрывателя артиллерийских выстрелов. Задачей предлагаемой полезной модели является создания кратковременного источника электропитания с упрощенной конструкцией, обеспечивающей надежность срабатывания при его активации и повышенную безопасность в служебном обращении. Поставленная задача достигается за счет того, что кратковременный источник электропитания содержит корпус, внутри которого расположен подвижный блок, фиксируемый удерживающим механизмом у одной из внутренних поверхностей корпуса, и боек, размещенный на противоположной от подвижного блока стороне корпуса. Кратковременный источник электропитания содержит размещенный внутри подвижного блока пьезоэлемент и электронный блок, расположенный внутри корпуса и электрически связанный с пьезоэлементом. Причем кратковременным источником энергии является пьезоэлемент, выполненный в виде набора слоев пьезокерамического материала, количество слоев и размеры определяются количеством требуемой для потребления электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to an autonomous power source of an electronic artillery detonator fuse. The objective of the proposed utility model is to create a short-term power supply with a simplified design that ensures reliable operation when it is activated and increased safety in service use. The task is achieved due to the fact that the short-term power supply includes a housing, inside of which there is a movable unit fixed by a holding mechanism at one of the inner surfaces of the housing, and a firing pin located on the side opposite to the movable unit. The short-term power supply contains a piezoelectric element placed inside the mobile unit and an electronic unit located inside the housing and electrically connected to the piezoelectric element. Moreover, a short-term energy source is a piezoelectric element, made in the form of a set of layers of piezoceramic material, the number of layers and dimensions are determined by the amount required for electricity consumption. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к автономному источнику электропитания электронного взрывателя артиллерийских выстрелов.The utility model relates to an autonomous power source of an electronic artillery detonator fuse.

Известен химический источник тока ампульного типа, содержащий корпус, разрушающуюся ампулу, заполненную неводным электролитом, электродные блоки, в каждом из которых установлены литиевые аноды, углеродные катоды, разделенные между собой пористыми сепараторами, источник импульса давления, задействующий кинематическую массу, которая разрушает ампулу с электролитом в процессе активации элемента (патент DE 3718788 от 10.12.1987).A chemical ampoule-type current source is known, comprising a housing, a collapsing ampoule filled with a non-aqueous electrolyte, electrode blocks, each of which contains lithium anodes, carbon cathodes separated by porous separators, a source of pressure impulse that activates a kinematic mass that destroys the electrolyte ampoule in the process of activation of the element (patent DE 3718788 from 10.12.1987).

К недостаткам известного химического источника тока ампульного типа относятся недостаточно высокая надежность срабатывания в момент задействования за счет появления в рабочей полости электродного блока остатков разрушенного материала ампул, что может привести к отказу в работе батареи.The disadvantages of the known chemical ampoule-type current source include the insufficient reliability of operation at the moment of activation due to the appearance of ampoules of destroyed material in the working cavity of the electrode unit, which can lead to battery failure.

Известен пиротехнический генератор электрического тока (патент РФ №2095745 от 20.09.1996), который представляет собой высокотемпературный гальванический элемент и состоит из разделенных пористым диэлектрическим сепаратором пиротехнических электродов, выполненных в виде тонких пластинчатых зарядов.Known pyrotechnic electric current generator (RF patent No. 2095745 dated 09/20/1996), which is a high-temperature galvanic cell and consists of pyrotechnic electrodes separated in a porous dielectric separator, made in the form of thin lamellar charges.

Анодная и катодная пиротехническая композиция включает горючее, окислитель и электролит, при этом анод выполнен в виде пиротехнического заряда с избытком горючего, а катод - с избытком окислителя. Воспламенительный импульс инициирует одновременное горение анодного и катодного пиротехнического заряда. Тепло, выделяющееся при их горении, расплавляет находящийся в сепараторе электролит, который обеспечивает ионный контакт между продуктами сгорания электродов, благодаря чему на аноде происходит электрохимическое окисление горючего - циркония, а на катоде происходит электрохимическое восстановление окислителя - оксида меди.The anodic and cathodic pyrotechnic composition includes fuel, oxidizer and electrolyte, while the anode is made in the form of a pyrotechnic charge with an excess of fuel, and the cathode - with an excess of oxidant. The igniter pulse triggers simultaneous burning of the anode and cathode pyrotechnic charge. The heat released during their combustion melts the electrolyte in the separator, which provides ionic contact between the combustion products of the electrodes, so that electrochemical oxidation of the fuel — zirconium — takes place at the anode, and electrochemical reduction of the oxidant, copper oxide, takes place at the anode.

Недостатками известного пиротехнического генератора электрического тока являются функциональная ненадежность по причине возможного вытекания расплавленного электролита и относительно длительное время выхода на режим при малой продолжительности генерирования электрического тока.The disadvantages of the known pyrotechnic generator of electric current are functional unreliability due to the possible leakage of the molten electrolyte and the relatively long time to reach the mode with a small duration of generation of electric current.

Известно устройство теплового источника тока (патент РФ №2091918 от 28.10.1987), содержащее индикатор контроля, блок электрохимических элементов, каждый из которых снабжен твердыми слоями анода, катода, электролита, нагревательных элементов, ограниченными с внешней стороны общим корпусом с теплоизоляцией и крышкой.A device of a thermal current source (RF Patent No. 2091918 of 10/28/1987) is known, which contains an indicator of control, a block of electrochemical elements, each of which is provided with solid layers of anode, cathode, electrolyte, heating elements, which are limited from the outside by a common case with thermal insulation and a cover.

Недостатками теплового источника тока являются низкая надежность разрыва цепи индикатора контроля теплового источника тока, невысокие показатели энергоемкости, использование драгоценных материалов в цепи индикатора контроля.The drawbacks of the thermal current source are the low reliability of breaking the control indicator circuit of the thermal current source, low energy intensity indicators, the use of precious materials in the control indicator circuit.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является ампульный энергосодержащий источник тока для электропитания электронного взрывателя малокалиберных артиллерийских выстрелов (патент РФ №2487313 от 03.02.2012), который был выбран в качестве прототипа. Он содержит подвижный блок, выполненный в виде стеклянной подпружиненной ампулы с электролитом и размещенный внутри проницаемой втулки, примыкающей к коаксиальному блоку пластинчатых биполярных электродов. При этом подвижный блок помещен между отрицательным и положительным электродами, оснащенными токовыводами. Ампула имеет возможность продольного инерционного перемещения относительно бойка на дне корпуса и закрыта колпачковым кожухом, который фланцем закреплен в корпусе и опирается на торец втулки и блок электродов. В проницаемой втулке, соосно межэлектродным промежуткам блока электродов, выполнены сквозные отверстия, между которыми изнутри распределены по периметру продольные лопатки. Биполярные электроды оснащены коммуникационными каналами, а сквозные отверстия в проницаемой втулке выполнены в форме продольных щелей на высоте блока электродов.The closest in technical essence to the proposed device is an ampoule energy-containing current source for powering an electronic fuse of small-caliber artillery shots (RF patent №2487313 from 03.02.2012), which was selected as a prototype. It contains a movable unit, made in the form of a glass spring-loaded ampoule with electrolyte and placed inside a permeable sleeve adjacent to the coaxial unit of plate-shaped bipolar electrodes. When this movable unit is placed between the negative and positive electrodes, equipped with current leads. The ampoule has the possibility of longitudinal inertial movement relative to the striker at the bottom of the housing and is closed with a cap cover, which is fixed in the housing with a flange and rests on the end of the sleeve and the electrode block. In the permeable sleeve, coaxially between the electrode gaps of the electrode block, through holes are made, between which the longitudinal blades are distributed from the inside along the perimeter. Bipolar electrodes are equipped with communication channels, and through holes in a permeable sleeve are made in the form of longitudinal slits at the height of the electrode block.

Описанный источник электропитания функционирует следующим образом.The described power supply operates as follows.

При выстреле под действием сил инерции стеклянная ампула перемещается книзу относительно корпуса взрывателя, сжимая опорную пружину, и раскалывается о неподвижный боек.When shot under the action of inertial forces, the glass ampoule moves downward relative to the fuse body, compressing the support spring, and splits against the stationary firing pin.

Жидкий электролит вытекает из ампулы в объем втулки, где под действием центробежных сил вращения боеприпаса и принудительного проталкивания лопатками, вовлекается в циркуляционное движение, в результате чего под давлением электролит радиальными распределенными потоками поступает через сквозные отверстия в межэлектродные промежутки блока, динамично заполняя их, в результате электрохимического взаимодействия электролита и электродов вырабатывается электрический ток.Liquid electrolyte flows from the ampoule into the bushing volume, where under the action of centrifugal forces of rotation of the munition and forced pushing by the blades, it engages in the circulation movement, resulting in electrolyte under pressure through radial distributed flows through the through holes in the interelectrode gaps of the block, dynamically filling them, resulting in Electrochemical interaction of the electrolyte and electrodes produces an electric current.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

1. Невозможность проверить его работоспособность без механического разрушения ампулы, содержащей электролит.1. The inability to test its performance without mechanical destruction of the ampoule containing the electrolyte.

2. Нестабильное время выхода источника электропитания на режим работы, которое зависит от температуры окружающей среды.2. Unstable time of the power supply to the operating mode, which depends on the ambient temperature.

3. Невозможно использовать в боеприпасах, где центробежные силы вращения малы и которых недостаточно для принудительного проталкивания жидкого электролита в межэлектродные промежутки блока (например, скоростей вращения 152-мм снаряда равна 150 об/с., 122-мм снаряда равна 180 об/с. недостаточно, а в боеприпасах 125-мм гладкоствольных орудиях вращение вообще отсутствует).3. It is impossible to use in ammunition where the centrifugal rotational forces are small and which are not sufficient to force the liquid electrolyte into the interelectrode gaps of the block (for example, the rotational speeds of a 152-mm projectile are 150 rev / s, 122-mm projectile is 180 rev / s. not enough, and in the ammunition 125 mm smooth-bore guns rotation is absent altogether).

Задачей предлагаемой полезной модели является создания кратковременного источника электропитания с упрощенной конструкцией, обеспечивающей надежность срабатывания при его активации и повышенную безопасность в служебном обращении.The objective of the proposed utility model is to create a short-term power supply with a simplified design that ensures reliable operation when it is activated and increased safety in service use.

Технический результат заключается в повышении надежности срабатывания, обеспечении расчетных энергетических характеристик вне зависимости от температуры окружающей среды, упрощение конструкции, безопасность в служебном обращении.The technical result is to increase the reliability of operation, ensuring the calculated energy characteristics regardless of the ambient temperature, simplifying the design, safety in service use.

Поставленная задача достигается за счет того, что кратковременный источник электропитания содержит корпус, внутри которого расположен подвижный блок, фиксируемый удерживающим механизмом у одной из внутренних поверхностей корпуса, и боек, размещенный на противоположной от подвижного блока стороне корпуса. Кратковременный источник электропитания содержит размещенный внутри подвижного блока пьезоэлемент и электронный блок, расположенный внутри корпуса и электрически связанный с пьезоэлементом. Причем кратковременным источником энергии является пьезоэлемент, выполненный в виде набора слоев пьезокерамического материала, количество слоев и размеры определяются количеством требуемой для потребления электроэнергии.The task is achieved due to the fact that the short-term power supply includes a housing, inside of which there is a movable unit fixed by a holding mechanism at one of the inner surfaces of the housing, and a firing pin located on the side opposite to the movable unit. The short-term power supply contains a piezoelectric element placed inside the mobile unit and an electronic unit located inside the housing and electrically connected to the piezoelectric element. Moreover, a short-term energy source is a piezoelectric element, made in the form of a set of layers of piezoceramic material, the number of layers and dimensions are determined by the amount required for electricity consumption.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где представлен рисунок конструкции предлагаемого кратковременного источника электропитания.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1, which shows the design of the proposed short-term power source.

Кратковременный источник электропитания содержит:The short-term power supply contains:

1 - Корпус;1 - the case;

2 - Боек;2 - Punch;

3 - Удерживающий механизм;3 - The holding mechanism;

4 - Подвижный блок;4 - Mobile unit;

5 - Пьезоэлемент;5 - Piezo element;

6 - Электронный блок.6 - Electronic unit.

Кратковременный источник электропитания работает следующим образом.Short-term power supply works as follows.

В исходном состоянии подвижный блок 4, с вмонтированным в него пьезоэлементом 5, фиксируется удерживающим механизмом 3 в корпусе 1 с противоположной стороны от бойка 2.In the initial state, the movable unit 4, with the piezoelectric element 5 mounted in it, is fixed by the holding mechanism 3 in the housing 1 on the opposite side from the striker 2.

Активация кратковременного источника электропитания происходит при выстреле под действием импульсной осевой нагрузки, когда вмонтированный в подвижный блок 4 пьезоэлемент 5, преодолевая силы трения и усилия удерживающего механизма 3, ударяется о неподвижный боек 2. Удерживающий механизм 3 может быть выполнен, например, в виде пружины.The short-term power supply is activated when fired by a pulsed axial load, when the piezoelectric element 5 mounted in the movable unit 4, overcoming the friction forces and the efforts of the holding mechanism 3, hits the fixed firing head 2. The holding mechanism 3 can be executed, for example, in the form of a spring.

Во время удара в пьезоэлементе 5 возникает пьезоэлектрический эффект, приводящий к возникновению электрического заряда на электродах пьезоэлемента 5, который подается по электрической связи (на фиг. 1 не показана) на электронный блок 6, преобразующий сформированный электрический заряд в электрическое напряжение, используемое для питания полезной нагрузки.During the impact, a piezoelectric effect occurs in the piezoelectric element 5, resulting in an electric charge on the electrodes of the piezoelectric element 5, which is fed through an electrical connection (not shown in Fig. 1) to the electronic unit 6, which converts the formed electric charge into electrical voltage used to supply the useful load.

Электронный блок 6 может быть выполнен в виде диодного моста и накопительного конденсатора.The electronic unit 6 may be made in the form of a diode bridge and a storage capacitor.

Таким образом, задача создания кратковременного источника электропитания с упрощенной конструкцией, обеспечивающей надежность срабатывания при его активации и повышенную безопасность в служебном обращении, решена.Thus, the task of creating a short-term power source with a simplified design that ensures the reliability of operation when it is activated and increased security in service circulation has been solved.

Источники информации.Information sources.

1. Патент DE 3718788 от 10.12.1987 г.1. Patent DE 3718788 of 12/10/1987

2. Патент РФ №2095745 от 20.09.1996 г.2. RF patent №2095745 dated 09/20/1996

3. Патент РФ №2091918 от 28.10.1987 г.3. RF patent №2091918 from 10.28.1987

4. Патент РФ №2487313 от 03.02.2012 г.4. RF patent №2487313 from 03.02.2012.

Claims (2)

1. Кратковременный источник электропитания, содержащий корпус, внутри которого расположен подвижный блок, фиксируемый удерживающим механизмом у одной из внутренних поверхностей корпуса, и боек, размещенный на противоположной от подвижного блока стороне корпуса, отличающийся тем, что он содержит размещенный внутри подвижного блока пьезоэлемент и электронный блок, расположенный внутри корпуса и электрически связанный с пьезоэлементом.1. A short-term power supply, comprising a housing, inside of which a movable unit is located, fixed by a holding mechanism on one of the inner surfaces of the housing, and a striker located on the housing side opposite to the movable unit, characterized in that it comprises a piezoelectric element and an electronic unit located inside the housing and electrically connected with the piezoelectric element. 2. Кратковременный источник электропитания по п. 1, отличающийся тем, что пьезоэлемент выполнен в виде набора слоев пьезокерамического материала.2. A short-term power supply under item 1, characterized in that the piezoelectric element is made in the form of a set of layers of a piezoceramic material.
RU2019110809U 2019-04-11 2019-04-11 Short-term power supply RU190320U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110809U RU190320U1 (en) 2019-04-11 2019-04-11 Short-term power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110809U RU190320U1 (en) 2019-04-11 2019-04-11 Short-term power supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU190320U1 true RU190320U1 (en) 2019-06-26

Family

ID=67003059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019110809U RU190320U1 (en) 2019-04-11 2019-04-11 Short-term power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU190320U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0387675A2 (en) * 1989-03-17 1990-09-19 Oregon Etablissement Für Patentverwertung Bottom fuze for a grenade
RU2329461C1 (en) * 2006-11-10 2008-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" Energy-containing current source
RU2487313C1 (en) * 2012-02-03 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Прибор" Energy-containing source of current
RU154400U1 (en) * 2015-01-12 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Курганприбор" FUSE PIEZOGENERATOR
RU2599125C1 (en) * 2015-09-28 2016-10-10 Акционерное общество "Муромский приборостроительный завод" Detonating device for mechanical fuse
RU178521U1 (en) * 2017-06-05 2018-04-06 Общество с ограниченной ответственностью "ПСС "Инжиниринг" Remote electric projectile

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0387675A2 (en) * 1989-03-17 1990-09-19 Oregon Etablissement Für Patentverwertung Bottom fuze for a grenade
RU2329461C1 (en) * 2006-11-10 2008-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" Energy-containing current source
RU2487313C1 (en) * 2012-02-03 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Прибор" Energy-containing source of current
RU154400U1 (en) * 2015-01-12 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Курганприбор" FUSE PIEZOGENERATOR
RU2599125C1 (en) * 2015-09-28 2016-10-10 Акционерное общество "Муромский приборостроительный завод" Detonating device for mechanical fuse
RU178521U1 (en) * 2017-06-05 2018-04-06 Общество с ограниченной ответственностью "ПСС "Инжиниринг" Remote electric projectile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8286554B2 (en) Electrically initiated inertial igniters for thermal batteries and the like
US8593104B2 (en) Power source for starting engines of vehicles and the like
CN106684402B (en) Micro thermal battery activating device
US3674566A (en) Reserve battery having the electrolyte compartment moved by gas pressure
KR960703461A (en) SELF-DESTRUCT FUSE FOR IMPROVED CONVENTIONAL MUNITIONS
US5206456A (en) Ordinance thermal battery
RU190320U1 (en) Short-term power supply
US11335983B2 (en) Liquid reserve batteries for munitions
US20160233521A1 (en) Method For Producing Power From Liquid Reserve Batteries
US5006429A (en) Externally heated thermal battery
US8418617B2 (en) Setback and set-forward initiated inertial igniters and activated electrical switches
CN107069059B (en) Thermal battery activation device based on PVDF film
RU2487313C1 (en) Energy-containing source of current
US20230261286A1 (en) Metal-Oxygen Primary Reserve Batteries for Munitions and the Like Applications
CN207530047U (en) A kind of high overload formula mechanical activation thermal cell
US4200686A (en) High energy density thermal cell
US20050214628A1 (en) Inertial pump for moving gases in a micro fuel cell
US10337848B2 (en) Spin acceleration armed inertia igniters and electrical switches for munitions and the like
EP2742314A1 (en) Inertially operated electrical initiation devices
RU2728089C1 (en) Ampoule current source
US3738872A (en) Miniaturized thermal cell
US3714728A (en) Compressible primer contact and fixed firing pin assembly
US10461379B2 (en) Method for assembling and activating lithium-ion based reserve batteries
US4123597A (en) Thermal cells
US11955619B2 (en) Metal-oxygen primary reserve batteries with integrated oxygen generator for munitions and the like applications