RU2210722C2

RU2210722C2 - Initiation device

Info

Publication number: RU2210722C2
Application number: RU2001101398A
Authority: RU
Inventors: А.В. Киселев; А.А. Писарев; С.А. Климов; В.А. Солдаткин; В.А. Зазнобин; С.Д. Руденко; О.Л. Игнатов
Original assignee: Министерство РФ по атомной энергии
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2003-08-20

Abstract

FIELD: blasting operations, blasting equipment, applicable in blasting circuits for transmission of detonating pulse in one direction, in the constructions of primers or pressure sources. SUBSTANCE: the body has two aligned ducts separated by an undestructible obstacle and positioned on the opposite sides of the intersecting plane passing through the obstacle, the receiving charge is positioned in one duct, and the other is designed for the transmitting charge. The obstacle thickness is chosen proceeding from the following relation: Δ_ob/d_rec.ch = 1,1-1,5, where d_rec.ch - the diameter of the receiving charge (mm); Δ_ob-obstacle thickness (mm). The ignition gas generating charge may be installed past the receiving charge. The receiving charge may be made of pyrotechnic compound. EFFECT: enhanced reliability of device sealing after operation, optimized mass and dimensional characteristics. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к взрывной технике и может использоваться во взрывных схемах в конструкциях взрывных диодов для передачи детонационного импульса в одном направлении, в конструкциях воспламенителей или источниках давления. The invention relates to explosive technology and can be used in explosive circuits in the design of explosive diodes for transmitting a detonation pulse in one direction, in the design of igniters or pressure sources.

Известна конструкция детонирующего устройства (взрывного диода) (пат. США 3430564, приоритет от 03.05.67 г., МПК F 42 B 3/10), представляющая собой корпус из инертного материала, в котором выполнен канал в виде ломаной линии или другой изогнутой конфигурации. Этот канал заполнен взрывчатым веществом (ВВ), имеет участок с сужением и участок с выступом, зауженным по направлению к участку с сужением и контактирующим с ним в точке. Т.о. вышеуказанные участки канала имеют точечный контакт друг с другом. Known design of the detonating device (explosive diode) (US Pat. US 3430564, priority 03.05.67, IPC F 42 B 3/10), which is a body of inert material, in which the channel is made in the form of a broken line or other curved configuration . This channel is filled with explosive (BB), has a section with a narrowing and a section with a protrusion narrowed in the direction of the section with a narrowing and in contact with it at a point. T.O. the above portions of the channel have point contact with each other.

Распространение детонационного импульса осуществляется по всей длине канала только в одном направлении до участка с сужением, затем беспрепятственно дальше до конца. Если детонационный импульс распространяется в другом направлении, то он доходит до места точечного контакта, и участок с сужением уничтожается. Т.о. детонационный импульс дальше канала не передается. The propagation of the detonation pulse is carried out along the entire length of the channel in only one direction to the area with narrowing, then freely further to the end. If the detonation pulse propagates in the other direction, then it reaches the point of point contact, and the section with narrowing is destroyed. T.O. the detonation pulse is not transmitted beyond the channel.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления и неоптимальность массогабаритных характеристик. The disadvantage of this device is the complexity of manufacturing and suboptimal weight and size characteristics.

Известен другой взрывной диод (пат. США 3728965, приоритет от 30.06.65 г. , МПК F 42 C 19/08), включающий корпус из инертного материала, в котором выполнены два соосных канала, расположенных относительно друг друга через определенное расстояние (преграду). Каналы содержат ВВ, причем канал, принимающий детонационный импульс через преграду, содержит ВВ, более чувствительное к воздействию ударной волны, а канал передающий - менее чувствительное ВВ. Another explosive diode is known (US Pat. No. 3,728,965, priority date 30.06.65, IPC F 42 C 19/08), comprising a housing of inert material, in which two coaxial channels are made, located relative to each other through a certain distance (barrier) . The channels contain explosives, and the channel receiving the detonation pulse through the barrier contains explosives that are more sensitive to the effects of the shock wave, and the transmitting channel contains less sensitive explosives.

Передача детонирующего импульса происходит в одном направлении: от канала с менее чувствительным ВВ к каналу с более чувствительным ВВ, но не наоборот. The detonating pulse is transmitted in one direction: from a channel with a less sensitive explosive to a channel with a more sensitive explosive, but not vice versa.

Недостатком этого устройства является наличие в конструкции чувствительного ВВ. The disadvantage of this device is the presence in the design of a sensitive explosive.

Известно детонирующее устройство (пат. США 3460477, приоритет от 26.12.67 г., МПК F 42 B 3/10), срабатывающее в одном направлении и содержащее корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в каналах размещены детонирующие заряды, один из которых является передающим, а другой приемным. Заряды выполнены одинаковыми диаметрами. Known detonating device (US Pat. US 3460477, priority dated 12.26.67, IPC F 42 B 3/10), triggered in one direction and containing a housing with two coaxial channels separated by an indestructible barrier and located on different sides from the secant plane, conducted through the barrier, detonating charges are placed in the channels, one of which is transmitting and the other is receiving. The charges are made of the same diameters.

Недостатком устройства является неоптимальность массогабаритных характеристик устройства, связанных с необходимостью обеспечения прочностных характеристик как неразрушаемой преграды, так и устройства в целом из-за неоптимальных размеров и массы приемного заряда. The disadvantage of this device is the non-optimal mass and size characteristics of the device associated with the need to ensure the strength characteristics of both an indestructible barrier and the device as a whole due to the non-optimal size and mass of the receiving charge.

Известно устройство для инициирования, включающее корпус с двумя соосными глухими каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду. В одном из каналов расположен инициирующий заряд из пиротехнического состава, а в другом канале - приемный заряд (воспламенительный), тоже из пиротехнического состава. Дно канала под инициирующий заряд выполнено плоским, а под воспламенительный - в виде полусферы (пат. России 2110038, приоритет от 31.01.96 г., F 42 B 3/10, опубл. 27.04.98 г. Бюл. 12). A device for initiating, including a housing with two coaxial blind channels separated by an indestructible barrier and located on different sides from the secant plane, passed through the barrier. In one of the channels there is an initiating charge from the pyrotechnic composition, and in the other channel there is a receiving charge (igniter), also from the pyrotechnic composition. The channel bottom for the initiating charge is made flat, and for the igniter one in the form of a hemisphere (US Pat. 2110038, priority from 01/31/96, F 42 B 3/10, publ. 04/27/98 Bul. 12).

В этом устройстве передача горения осуществляется через преграду между плоской стенкой канала под инициирующий заряд и полусферическим дном другого канала. Инициирующим здесь является тепловой импульс. Время его передачи составляет ~ 0,1 с и зависит от времени прогревания используемого в приемном заряде состава до температуры вспышки. Однако во многих устройствах важны точность и быстродействие срабатывания, чего не может обеспечить данное устройство. Это является его недостатками. In this device, the transfer of combustion is carried out through the barrier between the flat wall of the channel under the initiating charge and the hemispherical bottom of the other channel. The initiator here is the thermal momentum. Its transmission time is ~ 0.1 s and depends on the heating time of the composition used in the receiving charge to the flash point. However, in many devices accuracy and response speed are important, which this device cannot provide. This is his shortcomings.

Известно другое устройство передачи детонации через герметичную преграду (пат. Франции 2569265, приоритет от 14.08.1984 г., F 42 C 19/08). Это устройство является наиболее близким к заявляемому и выбрано в качестве прототипа. Оно используется в качестве элемента взрывной цепи и содержит корпус в виде металлической оболочки и два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой и расположенных по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду. В одном канале расположен инициирующий заряд на основе бризантного взрывчатого вещества (ВВ), а в другом - приемный и воспламенительный заряды, первый из которых выполнен из бризантного ВВ, а второй - из пиротехнического состава. Первоначальный инициирующий импульс (детонационный) передается через преграду от инициирующего заряда к приемному, в результате чего происходит зажигание воспламенительного заряда. Диаметр приемного заряда в 1,5-3 раза меньше диаметра инициирующего заряда бризантного ВВ. Недостатком этой конструкции является невозможность оптимизировать размеры и недостаточная надежность по герметичности. Known for another device for transmitting detonation through an airtight barrier (US Pat. France 2569265, priority from 08/14/1984, F 42 C 19/08). This device is the closest to the claimed and selected as a prototype. It is used as an element of an explosive chain and contains a casing in the form of a metal shell and two coaxial channels separated by an indestructible barrier and located on different sides of the secant plane drawn through the barrier. In one channel, an initiating charge based on a blasting explosive (BB) is located, and in the other there is a receiving and igniting charge, the first of which is made of a blasting explosive, and the second of a pyrotechnic composition. The initial initiating pulse (detonation) is transmitted through the barrier from the initiating charge to the receiving one, as a result of which the ignition charge is ignited. The diameter of the receiving charge is 1.5-3 times smaller than the diameter of the initiating charge of the blasting explosive. The disadvantage of this design is the inability to optimize dimensions and lack of reliability for tightness.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является надежная передача инициирующего импульса через неразрушаемую преграду при сохранении герметичности устройства и исключение тем самым возможности прорыва токсичных продуктов взрыва за пределы рабочей зоны. The problem to which the invention is directed, is the reliable transmission of the initiating pulse through an indestructible barrier while maintaining the integrity of the device and thereby eliminating the possibility of breakthrough of toxic explosion products outside the working area.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности сохранения герметичности устройства после срабатывания и оптимизация массогабаритных характеристик. The technical result of the invention is to increase the reliability of maintaining the tightness of the device after operation and the optimization of weight and size characteristics.

Дополнительным техническим результатом, достигаемым при использовании устройства в качестве взрывного диода, применяемого, например, в системах аварийного покидания самолета, является снижение уровня акустического воздействия на летчика. An additional technical result achieved when using the device as an explosive diode, used, for example, in emergency escape systems, is to reduce the level of acoustic impact on the pilot.

Технический результат достигается за счет того, что в инициирующем устройстве, содержащем корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой толщиной Δ_пр и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, причем один канал предназначен для передающего заряда, а в другом канале установлен приемный заряд диаметром d_пр.зар, размеры же Δ_пр и d_пр.зар выбирают из следующего соотношения:

Канал под приемный заряд выполняется меньшим диаметром, чем под передающий. Приемный заряд может быть выполнен как из ВВ, так и из пиротехнического состава. За приемным зарядом может быть размещен воспламенительный заряд, который может быть выполнен из газогенерирующего вещества (смесевого состава).The technical result is achieved due to the fact that in the initiating device comprising a housing with two coaxial channels separated by an indestructible barrier of thickness Δ _CR and located on different sides of the secant plane drawn through the barrier, one channel being intended for a transmitting charge, and in the other channel a receiving charge with a diameter of d _{pr.zar is installed} , the dimensions Δ _pr and d _pr.zar are selected from the following ratio:

The channel for the receiving charge is made smaller in diameter than for the transmitting charge. The receiving charge can be made of both explosives and pyrotechnic composition. Behind the receiving charge, an igniter charge can be placed, which can be made of a gas-generating substance (mixed composition).

Толщина преграды в указанном диапазоне выбирается экспериментальным путем исходя из следующих требований:
- во-первых, должно обеспечиваться надежное инициирование приемного заряда;
- во-вторых, преграда должна сохранять свою целостность и герметичность после срабатывания инициирующего устройства.The thickness of the barrier in the specified range is selected experimentally based on the following requirements:
- firstly, reliable initiation of the receiving charge should be ensured;
- secondly, the barrier must maintain its integrity and integrity after the triggering of the initiating device.

Указанное в формуле соотношение размеров Δ_пр и d_пp.заp позволяет обеспечить эти противоречивые требования. Толщина преграды в диапазоне, определяемом формулой, позволяет при минимальных размерах обеспечить и надежность передачи инициирующего импульса, и неразрушаемость преграды после срабатывании устройства и тем самым оптимизировать массогабаритные характеристики устройства.The ratio of the dimensions Δ _pr and d _pr.spar indicated in the formula allows these conflicting requirements to be provided. The thickness of the barrier in the range determined by the formula allows, with minimum dimensions, to ensure both the reliability of the transmission of the initiating pulse and the indestructibility of the barrier after the device is triggered, and thereby optimize the mass and size characteristics of the device.

Диаметр приемного заряда, связанный указанным соотношением с Δ_пр, также можно оптимизировать до минимальных размеров, при которых обеспечивается надежный прием инициирующего импульса и сохранение целостности преграды.The diameter of the receiving charge, associated with the specified ratio with Δ _CR , can also be optimized to the minimum size, which ensures reliable reception of the initiating pulse and the integrity of the barrier.

Выполнение соосных каналов разными диаметрами позволяет оптимизировать соотношение диаметров передающего и приемного зарядов, что ведет к минимизации массы ВВ в устройстве и, соответственно, снижению ударно-волновых нагрузок при срабатывании устройства. Это позволяет снизить требование к прочностным характеристикам материала корпуса и использовать более дешевые материалы, а также оптимизировать массогабаритные характеристики устройства. Разные диаметры приемного и передающего зарядов позволяют надежно передать инициирующий импульс в одном направлении и предотвращают возможность передачи инициирующего импульса в обратном направлении при использовании устройства в качестве взрывного диода. The implementation of coaxial channels of different diameters allows you to optimize the ratio of the diameters of the transmitting and receiving charges, which minimizes the mass of explosives in the device and, accordingly, reduces shock wave loads when the device is triggered. This allows you to reduce the requirement for the strength characteristics of the material of the body and use cheaper materials, as well as to optimize the weight and size characteristics of the device. Different diameters of the receiving and transmitting charges make it possible to reliably transmit the initiating pulse in one direction and prevent the possibility of transmitting the initiating pulse in the opposite direction when using the device as an explosive diode.

Выполнение приемного заряда из пиротехнического состава снижает ударно-волновые нагрузки на преграду, что повышает надежность герметичности устройства после срабатывания и позволяет улучшить массогабаритные и стоимостные характеристики устройства, так как при этом снижаются требования к прочности материала корпуса. The implementation of the receiving charge from the pyrotechnic composition reduces the shock-wave loads on the barrier, which increases the reliability of the tightness of the device after operation and allows to improve the overall dimensions and cost characteristics of the device, as this reduces the strength requirements of the material of the case.

Размещение за приемным зарядом воспламенительного заряда из газогенерирующего состава усиливает воспламенительный импульс, что повышает надежность работы устройства в качестве воспламенителя, а также расширяет функциональные возможности устройства, позволяя использовать его в качестве источника давления. Placing an ignition charge from the gas-generating composition behind the receiving charge enhances the ignition pulse, which increases the reliability of the device as an igniter, and also extends the functionality of the device, allowing it to be used as a pressure source.

На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства, используемого в качестве взрывного диода. In FIG. 1 shows a General view of the inventive device used as an explosive diode.

На фиг.2 - в качестве источника давления, где обозначено:
1 - корпус;
2 - канал для размещения передающего заряда;
3 - приемный заряд;
4 - воспламенительный заряд;
5 - усилительный заряд;
6 - колпачок усилительного заряда;
7 - колпачок приемного заряда;
8 - колпачок воспламенительного заряда.Figure 2 - as a source of pressure, where indicated:
1 - case;
2 - channel to accommodate the transmitting charge;
3 - receiving charge;
4 - igniter charge;
5 - amplifying charge;
6 - cap amplification charge;
7 - cap receiving charge;
8 - cap igniter charge.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства, используемого в качестве взрывного диода (ВД), может служить представленное на фиг.1 детонирующее устройство, содержащее стальной корпус 1, в котором имеются два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой толщиной Δ_пр = 1,8 мм. Канал 2 с диаметром 12 мм предназначен для размещения в нем выходного концевого устройства средства передачи детонационного импульса (СПДИ), содержащего передающий детонирующий заряд из пластичного ВВ на основе ТЭНа. Выходное концевое устройство СПДИ устанавливается в корпусе 1 по внутренней резьбе, при этом обеспечивается поджатие передающего заряда к неразрушаемой преграде.An example of a specific embodiment of the inventive device used as an explosive diode (VD) is the detonating device shown in FIG. 1, comprising a steel casing 1, in which there are two coaxial channels separated by an indestructible barrier with a thickness of Δ _CR = 1.8 mm. Channel 2 with a diameter of 12 mm is designed to accommodate the output end device of a detonation pulse transmission device (SPDI) containing a transmitting detonating charge from a plastic explosive based on a heating element. The output end device SPDI is installed in the housing 1 by internal thread, while ensuring the transmission of the transmitting charge to an indestructible barrier.

Приемный заряд 3 выполнен диаметром d_пр.зар=1,5 мм и содержит бризантное ВВ (ТЭН) в виде навески низкой плотности. На выходе приемного заряда 3 размещается усилительный заряд 5 высокой плотности на основе бризантного ВВ - ТЭНа.The receiving charge 3 is made with a diameter d _pr.zar = 1.5 mm and contains a blasting explosive (TEN) in the form of a low-density sample. At the output of the receiving charge 3 is placed a high-density amplifying charge 5 based on a blasting explosive - TENA.

Колпачок усилительного заряда 6 служит для предотвращения высыпания зарядов. The cap of the amplification charge 6 serves to prevent rash of charges.

Наружная резьба на корпусе 1 предназначена для стыковки с входным устройством другого СПДИ или аналогичного устройства. ВД применяется во взрывных схемах совместно с СПДИ и работает следующим образом. The external thread on the housing 1 is designed for docking with the input device of another SPDI or similar device. VD is used in explosive circuits in conjunction with SPDI and works as follows.

Детонирующий импульс (ДИ), полученный от инициатора, поступает на выходное концевое устройство первого СПДИ и инициирует его передающий заряд, размещенный в канале 2, генерируя ударную волну в корпусе 1, которая после прохождения через преграду инициирует приемный заряд ВД 3 без разрушения преграды. ДИ приемного заряда 3 усиливается с помощью высокоплотного заряда 5 и далее инициирует приемный заряд входного концевого устройства второго СПДИ. При передаче ДИ со стороны второго СПДИ приемный заряд 3 также детонирует (при сохранении целостности преграды), но не может инициировать передающий детонирующий заряд первого СПДИ из-за недостаточной мощности ударной волны, генерируемой приемным зарядом 3. The detonating pulse (DI) received from the initiator is fed to the output terminal device of the first SPDI and initiates its transmitting charge located in channel 2, generating a shock wave in the housing 1, which, after passing through the obstacle, initiates the receiving charge of the VD 3 without destroying the barrier. The DI of the receiving charge 3 is amplified by the high-density charge 5 and then initiates the receiving charge of the input terminal device of the second SPDI. When transmitting the DI from the side of the second SPDI, the receiving charge 3 also detonates (while maintaining the integrity of the barrier), but cannot initiate the transmitting detonating charge of the first SPDI due to the insufficient power of the shock wave generated by the receiving charge 3.

Таким образом обеспечивается передача ДИ только в одном направлении. Thus, the transmission of MDI in only one direction is provided.

Примером конкретного выполнения устройства, используемого в качестве источника давления, может служить устройство, представленное на фиг.2, включающее стальной корпус 1, в котором имеются два соосных глухих канала, разделенных неразрушаемой преградой толщиной Δ_пр = 1,8. Канал 2 диаметром 12 мм предназначен для размещения средства инициирования (СИ), в другом канале размещены приемный заряд 3, состоящий из пиротехнического состава СЦ-1, и воспламенительный пороховой заряд 4, способный также создать импульс давления. Колпачок приемного заряда 7 и колпачок воспламенительного заряда 8 служат для предотвращения высыпания зарядов. Приемный заряд 3 выполнен диаметром d_пр.зар = 1,2 мм.An example of a specific implementation of the device used as a pressure source can be the device shown in figure 2, including a steel casing 1, in which there are two coaxial blind channels separated by an indestructible barrier with a thickness of Δ _CR = 1.8. Channel 2 with a diameter of 12 mm is designed to accommodate initiating means (SI), in another channel there is a receiving charge 3, consisting of the SC-1 pyrotechnic composition, and an igniter powder charge 4, which can also create a pressure pulse. The cap of the receiving charge 7 and the cap of the igniter charge 8 are used to prevent the eruption of charges. The receiving charge 3 is made with a diameter d _pr.zar = 1.2 mm

Работает устройство следующим образом. Детонационный импульс, полученный при взрыве передающего заряда СИ, размещенного в канале 2 корпуса 1, генерирует ударную волну в корпусе 1, которая после прохождения через преграду воспламеняет приемный заряд 3 без разрушения преграды. Приемный заряд 3 поджигает воспламенительный пороховой заряд 4, который выдает форс огня и газообразные продукты горения, обеспечивая воспламенительное действие устройства. При этом наличие газогенерирующего состава (пороха) усиливает воспламенительное действие устройства и обеспечивает получение необходимого объема газа, позволяющего использовать устройство в качестве источника давления наряду с возможностью использования в качестве воспламенительного устройства. The device operates as follows. The detonation pulse obtained by the explosion of the SR transmitting charge placed in the channel 2 of the housing 1 generates a shock wave in the housing 1, which, after passing through the obstacle, ignites the receiving charge 3 without destroying the barrier. The receiving charge 3 sets fire to the igniter powder charge 4, which gives out the force of fire and gaseous products of combustion, providing igniter action of the device. In this case, the presence of a gas-generating composition (gunpowder) enhances the igniter action of the device and provides the necessary gas volume, which makes it possible to use the device as a pressure source along with the possibility of using it as an igniter.

Claims

1. The initiating device, comprising a housing with two coaxial channels separated by an indestructible barrier and located on different sides of the secant plane drawn through the barrier, in one of which is the receiving charge, and the other is designed to accommodate the transmitting charge, characterized in that the diameter of the receiving charge and the thickness of the indestructible barrier is selected from the following ratio:
Δ _pr / d _pr.zar = 1.1-1.5,
where d _pr.zar - diameter of the receiving charge, mm;
Δ _CR - the thickness of the indestructible barrier, mm

2. The device according to p. 1, characterized in that the receiving charge is made of a pyrotechnic composition.

3. The device according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that a gas-generating charge is placed behind the receiving charge.