RU2196954C1

RU2196954C1 - Electroignition device

Info

Publication number: RU2196954C1
Application number: RU2002103684A
Authority: RU
Inventors: И.П. Синицына; М.Е. Власенко; Н.С. Егоров; М.В. Агеев; И.А. Алешичев
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец"
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-01-20

Abstract

FIELD: electric initiation means. SUBSTANCE: electroignition device has a casing accommodating an initiation unit with leadouts in an insulator, resistance bridges and an initiation charge, pyrotechnic charge with a sealing bottom, obturating unit and a compensating washer. The device is provided with an electric spark gap in the form of a limited gap between the leadout conductors and the body provided by insulating sleeves fitted on the pins of the pin plug and closed with the sealing plug. The pyrotechnic charge is located in a cylindrical cap with radial flanges and secured in it on the side of the sealing bottom by a fixing bush of polymerizing material. EFFECT: reduced labour content in manufacture of electroignition devices with a different set of powers according to the values of pressure, provided their protection against charges of static electricity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических средств инициирования и может быть использовано при разработке конструкций электровоспламенителей, пиропатронов, капсюльных и электрокапсюльных втулок. The invention relates to the field of electrical means of initiation and can be used in the development of designs of electric igniters, squibs, capsule and electrocapsule bushings.

Известно электровоспламенительное устройство [1], являющееся аналогом настоящего изобретения, содержащего корпус, в котором размещены: инициирующий узел с выводными проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, и пиротехнический заряд с герметизирующим донышком. It is known an electric igniter device [1], which is an analogue of the present invention, comprising a housing in which are placed: an initiating assembly with lead wires in an insulator, incandescent bridges and an initiating charge, and a pyrotechnic charge with a sealing bottom.

К недостаткам вышеприведенной конструкции электровоспламенительного устройства следует отнести следующее:
- после срабатывания продукты сгорания зашлаковывают изолятор с проводниками, что приводит к закорачиванию электрических цепей и разрядке бортовых источников питания;
- высокое давление продуктов сгорания пиротехнического заряда непосредственно воздействует на электровоспламенительный узел, что приводит к его разрушению и прорыву высокотемпературных продуктов сгорания в полость электрического разъема, следствием чего являются отказы в работе отсеков ракет, в частности ракетных двигателей.The disadvantages of the above design of an electric igniter device include the following:
- after operation, the combustion products slag the insulator with conductors, which leads to shorting of electrical circuits and the discharge of on-board power sources;
- the high pressure of the products of combustion of the pyrotechnic charge directly affects the igniter assembly, which leads to its destruction and breakthrough of high-temperature combustion products into the cavity of the electrical connector, resulting in failure of the rocket compartments, in particular rocket engines.

В значительной мере эти недостатки устраняет известная конструкция электровоспламенительного устройства [2] , являющаяся ближайшим аналогом предлагаемого устройства. To a large extent, these disadvantages are eliminated by the known design of the electric igniter device [2], which is the closest analogue of the proposed device.

Это электровоспламенительное устройство содержит корпус, в котором размещены: инициирующий узел с проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, пиротехнический заряд с герметизирующим донышком, обтюрирующий конус, размещенный в ответной конической полости корпуса. При этом обтюрирующий конус свободно перемещается в конической полости корпуса и опирается своим основанием на решетку со сквозным центральным и периферийным каналами. В дульце корпуса вмонтирована на резьбе форсажная втулка с раструбом цилиндроконической формы. This electro-igniter device contains a housing in which are placed: an initiating assembly with conductors in the insulator, incandescent bridges and an initiating charge, a pyrotechnic charge with a sealing bottom, an obturating cone placed in the mating conical cavity of the housing. In this case, the obturating cone moves freely in the conical cavity of the housing and rests its base on a grating with through central and peripheral channels. An afterburner with a cylinder-shaped bell is mounted on the thread of the housing barrel.

Анализ конструкции описанного известного электровоспламенительного устройства показывает, что оно:
- предотвращает попадание электропроводных шлаков на проводники инициирующего узла и обеспечивает автоматическое размыкание электрических цепей устройства после срабатывания,
- предохраняет инициирующий узел от воздействия высокого давления продуктов сгорания пиротехнического заряда.An analysis of the design of the described known electric igniter device shows that it:
- prevents the ingress of conductive slag on the conductors of the initiating node and provides automatic opening of the electrical circuits of the device after operation,
- protects the initiating node from the effects of high pressure of the combustion products of the pyrotechnic charge.

К недостаткам описанного выше электровоспламенительного устройства относятся:
- отсутствие надежной защиты от несанкционированного срабатывания от зарядов статического электричества, т. к. их разряд происходит между мостиками накаливания и корпусом через инициирующий заряд;
- высокая трудоемкость изготовления электровоспламенительных устройств различных мощностей (разных по массе пиротехнических зарядов, обуславливающих их различные габаритные размеры). При этом для обеспечения поджатия всех деталей и узлов резьбовой форсажной втулкой для различных мощностей требуются различные по конструкции (размерам) резьбовые втулки и колпачки под пиротехнический заряд, что ведет к разунификации и повышает трудоемкость изготовления как самого электровоспламенительного устройства, так и ответных гнезд использующего их объекта.The disadvantages of the above electric igniter devices include:
- lack of reliable protection against unauthorized operation from charges of static electricity, because their discharge occurs between incandescent bridges and the body through an initiating charge;
- the high complexity of the manufacture of electric igniter devices of various capacities (different in mass of pyrotechnic charges, causing their various overall dimensions). At the same time, to ensure that all parts and assemblies are preloaded with a threaded afterburner for different capacities, threaded bushings and caps for pyrotechnic charge that are different in design (size) are required, which leads to unification and increases the laboriousness of manufacturing both the electrically igniter device and the response sockets of the object using them .

Кроме того, наличие в месте расположения пиротехнического заряда в корпусе внутренней (для ввинчивания резьбовой форсажной втулки) и наружной (для ввинчивания устройства в объект) резьбы значительно снижает прочность корпуса малогабаритного электровоспламенительного устройства при срабатывании. А это в свою очередь ограничивает мощностные характеристики и применяемость устройства в объектах. In addition, the presence at the location of the pyrotechnic charge in the body of the internal (for screwing the threaded afterburner sleeve) and external (for screwing the device into the object) thread significantly reduces the strength of the housing of a small electric igniter device when triggered. And this in turn limits the power characteristics and applicability of the device in objects.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости изготовления электровоспламенительного устройства (ЭВУ) с различными наборами мощностей по величинам давлений, развиваемых в замкнутых объемах с обеспечением защиты его от зарядов статического электричества. The technical task of the present invention is to reduce the complexity of manufacturing an electric igniter device (EVU) with various sets of capacities in terms of pressures developed in confined spaces to protect it from charges of static electricity.

Согласно предлагаемому изобретению поставленная техническая задача решается тем, что известное ЭВУ, содержащее корпус с размещенными в нем: инициирующим узлом с выводными проводниками в изоляторе, мостиками накаливания и инициирующим зарядом, пиротехнический заряд с герметизирующим донышком, обтюрирующий узел и компенсирующую шайбу, снабжено электроискровым разрядником в виде лимитированного зазора между выводными проводниками и корпусом, обеспечиваемого изолирующими втулками, надетыми на штыри контактной вилки и размещенными в соответствующих сквозных отверстиях дна корпуса, перекрытых герметизирующей пробкой; при этом пиротехнический заряд размещен в цилиндрическом колпачке с радиальными отбортовками и закреплен в нем со стороны герметизирующего донышка фиксирующей втулкой из полимеризующегося материала с обеспечением размещения переменной массы пиротехнического заряда, причем колпачок в свою очередь зафиксирован развальцованным буртиком дульца корпуса и загерметизирован тем же полимеризующимся материалом. According to the invention, the stated technical problem is solved by the fact that the known EVU comprising a housing with an initiating assembly with lead wires in an insulator, incandescent bridges and an initiating charge, a pyrotechnic charge with a sealing bottom, a sealing assembly and a compensating washer, is equipped with an electric spark gap in in the form of a limited gap between the output conductors and the housing, provided by insulating sleeves, worn on the pins of the contact plug and placed in sponding through holes bottom of the casing, overlapped sealing stopper; wherein the pyrotechnic charge is placed in a cylindrical cap with radial flanges and secured in it from the side of the sealing bottom by a fixing sleeve of polymerizing material to ensure the placement of a variable mass of pyrotechnic charge, and the cap is in turn fixed by a flared bead of the barrel of the body and sealed with the same polymerizing material.

Предлагаемая конструкция ЭВУ показана на чертежах, где на фиг.1 - приведен общий вид ЭВУ в разрезе с максимальной массой пиротехнического заряда в колпачке, на фиг.2 - вид узла пиротехнического заряда меньшей массы. The proposed design of the EVA is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the EVA in a section with a maximum mass of pyrotechnic charge in the cap, and Fig. 2 is a view of a node of a pyrotechnic charge of lower mass.

ЭВУ содержит корпус 1, в котором последовательно установлены: инициирующий узел с выводными проводниками в виде штырей 2, образующих контактную вилку, в изоляторе 3, мостиками накаливания 4 и инициирующим зарядом 5, компенсирующую шайбу 6, обтюрирующее устройство, состоящее из резьбовой втулки 7 и свободно вставленного в нее медного конуса 8, пиротехнический заряд 9 с герметизирующим донышком 10, размещенный в цилиндрическом колпачке 11 с радиальными отбортовками 12 и закрепленный в нем со стороны герметизирущего донышка фиксирующей втулкой 13 из полимеризующегося материала, например компаунда. Причем колпачок зафиксирован в корпусе развальцованным буртиком 14 дульца 15 корпуса и загерметизирован тем же полимеризующимся материалом, что и идущий на изготовление фиксирующей втулки 13. Причем электроискровой разрядник образован лимитированным зазором 16 между штырями 2 контактной вилки и корпусом, обеспечиваемым одетыми на штыри изолирующими втулками 17, размещенными в сквозных отверстиях донышка 18 корпуса и закрытых герметизирующей пробкой 19. The EVU contains a housing 1, in which are installed in series: an initiating assembly with output conductors in the form of pins 2 forming a contact plug in an insulator 3, incandescent bridges 4 and an initiating charge 5, a compensating washer 6, a sealing device consisting of a threaded sleeve 7 and freely inserted into it a copper cone 8, a pyrotechnic charge 9 with a sealing bottom 10, placed in a cylindrical cap 11 with radial flanges 12 and fixed in it from the sealing bottom by a locking sleeve 13 and h polymerizable material, such as a compound. Moreover, the cap is fixed in the housing by a flared flange 14 of the barrel 15 of the housing and sealed with the same polymerizing material as that used for the manufacture of the fixing sleeve 13. Moreover, the spark gap is formed by a limited gap 16 between the pins 2 of the contact plug and the housing provided by insulating sleeves 17, which are dressed on the pins, placed in the through holes of the bottom 18 of the housing and closed with a sealing plug 19.

Работа описанного выше ЭВУ заключается в следующем. При подаче через выводные проводники импульса тока выделенное на мостиках накаливания тепло обеспечивает срабатывание инициирующего заряда 5, продукты сгорания которого сдвигают медный конус 8 и воспламеняют пиротехнический заряд 9, продукты сгорания которого в свою очередь обеспечивают создание давления в объекте. Обратным давлением газов медный конус заклинивается в посадочном месте резьбовой втулки 7, исключая воздействие продуктов сгорания пиротехнического заряда 9 на инициирующий узел, исключая их прорыв внутрь контактной вилки и зашлаковывание (закорачивание) мостиков накаливания 4. The work of the above EVU is as follows. When a current pulse is applied through the output conductors, the heat released on the incandescent bridges ensures the triggering of the initiating charge 5, the combustion products of which shift the copper cone 8 and ignite the pyrotechnic charge 9, the combustion products of which in turn provide pressure in the object. By the back pressure of the gases, the copper cone is jammed in the seat of the threaded sleeve 7, excluding the effect of the products of combustion of the pyrotechnic charge 9 on the initiating assembly, excluding their breakthrough into the contact plug and slagging (short-circuiting) of the glow bridges 4.

При этом при попадании на корпус или выводные проводники зарядов статического электричества происходит их разряд через специально созданный электроискровой разрядник в виде лимитированного зазора 16 между наружной поверхностью штырей 2 контактной вилки и корпусом. Зазор выдерживается за счет толщины стенок изолирующих втулок 17, одетых на штыри и размещенных в сквозных отверстиях донышка 18 корпуса ЭВУ. Полости зазоров герметизируются пробкой 19. Этим конструктивно с относительно малой трудоемкостью обеспечивается стабильность порога разряда статического электричества по мере его накопления на поверхностях выводных проводников и корпуса, минуя разряд через инициирующий заряд между мостиками накаливания и корпусом. In this case, when static electricity charges get on the case or terminal conductors, they are discharged through a specially created electric spark gap in the form of a limited gap 16 between the outer surface of the pins 2 of the contact plug and the case. The gap is maintained due to the wall thickness of the insulating sleeves 17, dressed on pins and placed in the through holes of the bottom 18 of the EVU body. The gap cavities are sealed with a stopper 19. This structurally with relatively low laboriousness ensures the stability of the threshold of the discharge of static electricity as it accumulates on the surfaces of the output conductors and the housing, bypassing the discharge through the initiating charge between the incandescent bridges and the housing.

Как показали экспериментальные проверки, достигается безопасность изделий при воздействии статического электричества, максимально накапливаемой человеком, до уровня напряжения в 25 киловольт при емкости в 200 пФ. As shown by experimental tests, product safety is achieved under the influence of static electricity, which is most accumulated by humans, up to a voltage level of 25 kilovolts with a capacitance of 200 pF.

Размещение пиротехнического заряда в автономном цилиндрическом колпачке 11 с радиальными отбортовками 12 позволяет унифицированно изготавливать различные по массе заряды, которые закрепляются в едином по габаритам корпусе ЭВУ. Этому же способствует и крепление пиротехнического заряда различных масс и габаритов фиксирующей втулкой 13 из полимеризующегося материала, создающей надежный упор заряда через герметизирующее донышко 10. При этом исключается влияние полимеризующегося материала на структуру и баллистические характеристики заряда тем, что герметизирующее донышко 10 препятствует его смачиванию как при образовании фиксирующей втулки 13, так и при герметизации тем же материалом стыков между завальцовкой буртика 14 дульца 15 корпуса. Placing a pyrotechnic charge in an autonomous cylindrical cap 11 with radial flanges 12 allows for unified production of various mass charges, which are fixed in a single-sized housing of the EVU. This is also facilitated by the fastening of the pyrotechnic charge of various masses and dimensions with a fixing sleeve 13 made of a polymerizable material, which creates a reliable charge stop through the sealing bottom 10. This excludes the effect of the polymerizing material on the structure and ballistic characteristics of the charge in that the sealing bottom 10 prevents its wetting as if the formation of the locking sleeve 13, and when sealing the joints with the same material between the rolling flange 14 of the barrel 15 of the housing.

Кроме того, устранение внутренней резьбы в опасном сечении корпуса в зоне размещения пиротехнического заряда позволяет достаточно упрочнить корпус ЭВУ. Что особенно важно для малогабаритных конструкций. In addition, the elimination of the internal thread in a dangerous section of the housing in the area of the pyrotechnic charge allows you to sufficiently strengthen the housing of the EVU. What is especially important for small-sized designs.

Единый габарит ЭВУ различных мощностей позволяет использовать их в одинаковых унифицированных посадочных местах в различных объектах. The single dimension of the EVU of various capacities allows them to be used in the same unified seats in various facilities.

Использование одних и тех же деталей при изготовлении различных вариантов ЭВУ дает полную унификацию инструмента технологического и снаряжательного, что существенно снижает трудоемкость изготовления изделий и его безопасность при снаряжении. The use of the same parts in the manufacture of various versions of the EVU gives a complete unification of the technological and equipment tools, which significantly reduces the complexity of manufacturing products and its safety when equipped.

Предложенная конструкция ЭВУ прошла испытания на базе специализированного предприятия заявителя с положительными результатами. The proposed design of the EVU was tested on the basis of the applicant's specialized enterprise with positive results.

Источники информации
1. О. К. Брауэра "Handbook of Pyrotechnics", N. V. 1974 (ч. 2, гл. 3, раздела А "Электрические средства инициирования", с. 42, рис.3.1) - аналог.Sources of information
1. O. K. Brouwer "Handbook of Pyrotechnics", NV 1974 (part 2, chap. 3, section A "Electrical means of initiation", p. 42, Fig. 3.1) - analogue.

2. Патент РФ 2088886 по кл. F 42 B 3/12 с приоритетом 19.07.93 - прототип. 2. RF patent 2088886 by class. F 42 B 3/12 with priority 07/19/93 - prototype.

Claims

An electric igniter device comprising a housing with an initiating assembly located therein with lead conductors in an insulator, incandescent bridges and an initiating charge, a pyrotechnic charge with a sealing bottom, a sealing assembly and a compensating washer, characterized in that it is equipped with an electric spark gap in the form of a limited gap between the lead conductors and a housing provided by insulating sleeves, worn on the pins of the contact plug and placed in the corresponding through holes of the bottom and the case, covered with a sealing plug, while the pyrotechnic charge is placed in a cylindrical cap with radial flanges and fixed in it from the side of the sealing bottom with a fixing sleeve of polymerizing material to ensure the placement of a variable mass of pyrotechnic charge, and the cap is fixed with a flared bead of the barrel of the body and sealed with the same polymerizable material.