RU2408834C1

RU2408834C1 - Initiation device

Info

Publication number: RU2408834C1
Application number: RU2009123682/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Степанович Малышев (RU); Александр Степанович Малышев; Вячеслав Викторович Ярошенко (RU); Вячеслав Викторович Ярошенко; Святослав Матвеевич Журавлев (RU); Святослав Матвеевич Журавлев
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2011-01-10

Abstract

FIELD: blasting operations.

SUBSTANCE: device consists of two coaxial channels located in the housing and separated with an obstacle. Warming charge is located in one of the channels, and primer charge is located in the other one, and they are made of pyrotechnic compositions. Primer charge is divided into two elements between which a transmitting charge made of slightly gassy pyrotechnic composition forming solid combustion products during combustion is located.

EFFECT: improving reliability at effect of inertia overloads, compactness and safety at production and operation.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в конструкциях воспламенительных устройств для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме.The invention relates to the field of pyrotechnics and can be used in the construction of ignition devices for initiating the combustion of various substances in an airtight volume.

Известны устройства для инициирования горения в герметичном объеме, основанные на введении в замкнутый объем герметизированных электровводов с мостиком накаливания (Вспомогательные системы ракетно-космической техники. М.: Мир, 1970, с.100-102), на герметизации объема после инициирования за счет расплавления стенки поджигающего канала (Патент США №3713392, кл. F42B 3/10, 1973), на смятии вставки с перекрытием сквозного отверстия (Патент США №3789764, кл. F42B 3/10, 1974), на передаче инициирующего импульса ударной волной через герметизирующую стенку (Патент Франции №2569265, кл. F42B 3/10, 1986; Патент ФРГ №3629371, кл. F42C 9/10, 1987; Патент РФ №2210722, кл. F42B 3/10, опубл. 20.08.2003).Known devices for initiating combustion in a sealed volume, based on the introduction into a closed volume of sealed electric leads with an incandescent bridge (Auxiliary systems of rocket and space technology. M: Mir, Mir, 1970, p. 100-102), on sealing the volume after initiation by melting the walls of the firing channel (US Patent No. 3713392, class F42B 3/10, 1973), on the collapse of the insert with the through hole overlapping (US Patent No. 3789764, class F42B 3/10, 1974), on the transmission of the initiating pulse by the shock wave through the sealing wall (French Patent No. 2569265, class F42B 3/10, 1986; Federal Patent No. 3629371, class F42C 9/10, 1987; RF Patent No. 2210722, class F42B 3/10, publ. 08/20/2003).

Введение электровводов с мостиком накаливания в замкнутый объем является технологически сложной конструкцией. Недостатком перекрытия сквозного отверстия является невысокая надежность герметизации после срабатывания. К недостаткам передачи инициирующего импульса ударной волной, генерируемой в герметизирующей преграде зарядом ВВ, можно отнести использование взрывчатых веществ, что повышает требования к технике безопасности при изготовлении и эксплуатации воспламенителей.The introduction of electric inputs with a filament bridge into a closed volume is a technologically complex design. The disadvantage of closing the through hole is the low reliability of the sealing after operation. The disadvantages of the transmission of the initiating pulse by the shock wave generated in the sealing barrier by the explosive charge include the use of explosives, which increases the safety requirements for the manufacture and operation of igniters.

Наиболее близким техническим решением является передача горения через преграду (Патент РФ №2110038, кл. F42B 3/10, опубл. 27.04.98). В этом решении два соосных канала разделены преградой. В одном канале располагается разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд. Данное устройство имеет небольшие габаритно-массовые характеристики и время передачи инициирующего импульса менее 100 мс, обеспечивает надежную герметизацию после срабатывания устройства и безопасно при изготовлении и эксплуатации.The closest technical solution is the transfer of combustion through the barrier (RF Patent No. 21110038, class F42B 3/10, publ. 04/27/98). In this solution, two coaxial channels are separated by a barrier. A heating charge is located in one channel, and an igniter charge in the other. This device has small overall mass characteristics and a transmission time of the initiating pulse of less than 100 ms, provides reliable sealing after operation of the device and is safe during manufacture and operation.

Недостатком известного устройства является незащищенность неразрушаемой преграды от возможного воздействия жидких высокотемпературных продуктов сгорания, которые могут образовываться при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении воспламенительного заряда, например, при инерционных воздействиях. Это отрицательно сказывается на надежности устройства.A disadvantage of the known device is the insecurity of an indestructible barrier from the possible effects of liquid high-temperature combustion products, which can be formed during the combustion of charges ignited by this device or during combustion of an igniter charge, for example, under inertial influences. This adversely affects the reliability of the device.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей.The problem solved by the present invention is to increase the reliability of the device and expand its functionality.

При использовании изобретения достигается следующий технический результат:When using the invention, the following technical result is achieved:

- надежность устройства при инерционных воздействиях;- the reliability of the device under inertial influences;

- сохранение герметичности после срабатывания устройства;- preservation of tightness after operation of the device;

- небольшие габаритно-массовые характеристики устройства;- small overall mass characteristics of the device;

- время передачи инициирующего импульса 60-100 мс.- transmission time of the initiating pulse 60-100 ms.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается устройство, состоящее из расположенных в корпусе двух соосных каналов, разделенных преградой, в одном из которых расположен разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд, выполненные из пиротехнических составов. Согласно изобретению воспламенительный заряд разделен на два элемента, между которыми установлен передающий заряд из пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания. Элементы воспламенительного состава могут быть выполнены из разных пиротехнических составов.To solve this problem and achieve a technical result, a device is proposed consisting of two coaxial channels located in the housing, separated by a barrier, in one of which a heating charge is located, and in the other there is an ignition charge made of pyrotechnic compositions. According to the invention, the igniter charge is divided into two elements, between which a transfer charge of a pyrotechnic composition is formed, which forms solid combustion products during combustion. The elements of the igniter composition can be made of different pyrotechnic compositions.

Защита преграды в предлагаемом устройстве осуществляется разделением воспламенительного заряда на два элемента, между которыми устанавливается передающий заряд из малогазового пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания. При инерционных воздействиях происходит отбрасывание в сторону неразрушаемой преграды жидких высокотемпературных продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении самого воспламенительного заряда. Преграда при этом подвергается дополнительному тепловому воздействию, что снижает ее прочностные характеристики. Разделение воспламенительного заряда на два элемента и установка между ними передающего заряда из пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания, позволяет перекрывать доступ к неразрушаемой преграде жидких высокотемпературных продуктов сгорания. Это повышает надежность устройства, сохраняет работоспособность при инерционных воздействиях.Barrier protection in the proposed device is carried out by dividing the igniter charge into two elements, between which a transfer charge is established from a low-gas pyrotechnic composition, which forms solid combustion products during combustion. During inertial influences, high-temperature liquid combustion products are thrown to the side of an indestructible barrier, which are formed during the combustion of charges ignited by this device or during combustion of the igniter charge itself. At the same time, the barrier is exposed to additional thermal effect, which reduces its strength characteristics. The separation of the igniter charge into two elements and the installation of a transmitting charge between them from the pyrotechnic composition, which forms solid combustion products during combustion, allows you to block access to an indestructible barrier of high-temperature liquid combustion products. This increases the reliability of the device, maintains operability under inertial influences.

Таким образом осуществляется защита неразрушаемой преграды образующимися при горении передающего заряда твердыми продуктами сгорания.In this way, the indestructible barrier is protected by solid combustion products formed during the combustion of the charge-transmitting charge.

Схема предлагаемого устройства для инициирования представлена на фиг.1.A diagram of the proposed device for initiation is presented in figure 1.

В корпусе 1 расположены последовательно на одной оси канал 2 под разогревающий заряд 3, неразрушаемая преграда 4 и канал 5 под воспламенительный заряд, который разделен на два элемента 6 и 6', между которыми установлен передающий заряд 7 (см. чертеж), образующий при горении твердые продукты сгорания. При этом неразрушаемая преграда 4 может быть любой формы (полусферической, усеченноконической, цилиндрической или плоской, как в прототипе). Твердые продукты сгорания, образующиеся при горении передающего заряда 7, обеспечивают при инерционных воздействиях защиту преграды 4 от проникновения жидких продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении самого воспламенительного заряда.In the housing 1, a channel 2 for a heating charge 3, an indestructible barrier 4 and a channel 5 for an igniter charge, which is divided into two elements 6 and 6 ', between which a transmitting charge 7 (see drawing) is formed, which are formed during combustion solid combustion products. In this case, the indestructible barrier 4 can be of any shape (hemispherical, truncated, cylindrical or flat, as in the prototype). Solid combustion products resulting from the burning of the transfer charge 7 provide, during inertial influences, protection of the barrier 4 from the penetration of liquid combustion products generated during the combustion of charges ignited by this device or during combustion of the igniter charge itself.

Устройство работает следующим образом. При подаче инициирующего импульса (на чертеже показано стрелкой) на разогревающий заряд 3 он сгорает, и его продукты сгорания за счет контакта с преградой 4 разогревают ее до температуры выше температуры воспламенения первого элемента 6 воспламенительного заряда, что приводит к его воспламенению. Затем от элемента 6 воспламенительного заряда воспламеняется передающий заряд 7, образующий в процессе горения твердые продукты сгорания и от которого воспламеняется второй элемент 6' воспламенительного заряда. Таким образом осуществляется передача огневого импульса через неразрушаемую преграду 4 с ее защитой при инерционных воздействиях от жидких продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении второго элемента 6' воспламенительного заряда.The device operates as follows. When a triggering pulse is applied (shown in the drawing by an arrow) to a heating charge 3, it burns out, and its combustion products, due to contact with the barrier 4, heat it to a temperature above the ignition temperature of the first element 6 of the ignition charge, which leads to its ignition. Then, a transmitting charge 7 is ignited from the igniter charge element 6, forming solid combustion products during combustion, and from which the second igniter charge element is ignited. Thus, a fire pulse is transmitted through an indestructible barrier 4 with its protection during inertial influences from liquid combustion products generated during combustion of charges ignited by this device or during combustion of the second igniter charge element 6 '.

Примером конкретного выполнения может являться устройство, в котором канал 2 под разогревающий заряд 3 снаряжен разогревающим пиротехническим составом на основе KClO₄, Ti и Al с плотностью 2,9 г/см³, высотой 2,5 мм. Глухой цилиндрический канал 5 под первый элемент 6 воспламенительного заряда снаряжен воспламенительным пиротехническим составом на основе Pb₃O₄, Zr и MoS₂ с плотностью 4,8 г/см³, высотой 1,5 мм. Толщина неразрушаемой стальной преграды 4 составляет 1 мм. Передающий заряд 7 снаряжен составом на основе WO₃, Ti и MoS₂ с плотностью 4,5 г/см³, высотой 3 мм. Второй элемент 6' воспламенительного заряда снаряжен составом на основе CuO и Al с плотностью 4,0 г/см³, высотой 4 мм. Испытания проводились при воздействии инерционных перегрузок. Для элементов 6 и 6' воспламенительного заряда были выбраны разные пиротехнические составы, и сечение канала под заряд 7 и элемент 6' было в 9 раз больше, чем сечение канала под элемент 6, чтобы наглядно проверить эффективность защиты преграды продуктами сгорания передающего заряда 7.An example of a specific implementation can be a device in which channel 2 under a heating charge 3 is equipped with a heating pyrotechnic composition based on KClO ₄ , Ti and Al with a density of 2.9 g / cm ³ and a height of 2.5 mm. The blind cylindrical channel 5 for the first element 6 of the igniter charge is equipped with an igniter pyrotechnic composition based on Pb ₃ O ₄ , Zr and MoS ₂ with a density of 4.8 g / cm ³ and a height of 1.5 mm. The thickness of indestructible steel barrier 4 is 1 mm. The transmitting charge 7 is equipped with a composition based on WO ₃ , Ti and MoS ₂ with a density of 4.5 g / cm ³ and a height of 3 mm. The second element 6 'of the igniter charge is equipped with a composition based on CuO and Al with a density of 4.0 g / cm ³ and a height of 4 mm. The tests were carried out under the influence of inertial overloads. For pyrotechnic elements 6 and 6 ', different pyrotechnic compositions were chosen, and the channel cross section for charge 7 and element 6' was 9 times larger than the channel cross section for element 6 in order to visually check the effectiveness of the barrier protection by the combustion products of the transmitting charge 7.

Работоспособность данного устройства конкретного выполнения при инерционных воздействиях (более 10 g) в направлении от второго элемента 6' воспламенительного заряда к преграде 4 подтверждена экспериментально. В опытах было установлено, что времена срабатывания данных устройств составили 60-80 мс, в канале 5 под первый элемент 6 воспламенительного заряда отсутствуют продукты сгорания второго элемента 6' воспламенительного заряда. Это позволило устранить термоудар по неразрушаемой преграде 4 со стороны канала 5, приводящий к образованию микротрещин в преграде 4 и ее перегреву, что существенно снижает прочностные характеристики устройства.The performance of this particular device with inertial effects (more than 10 g) in the direction from the second element 6 'of the ignition charge to the barrier 4 is confirmed experimentally. In experiments it was found that the response times of these devices were 60-80 ms, in the channel 5 under the first element 6 of the igniter charge there are no products of combustion of the second element 6 'of the igniter charge. This allowed us to eliminate thermal shock on indestructible barrier 4 from the side of channel 5, leading to the formation of microcracks in barrier 4 and its overheating, which significantly reduces the strength characteristics of the device.

Использование предлагаемого устройства для инициирования обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества:Using the proposed device for initiation provides, in comparison with known devices, the following advantages:

- повышенную надежность устройства при инерционных воздействиях;- increased reliability of the device under inertial influences;

- достижение времени срабатывания устройства 60-100 мс;- reaching the response time of the device 60-100 ms;

- небольшие габаритно-массовые характеристики устройства.- small overall mass characteristics of the device.

Claims

1. Initiation device, comprising a metal case with two coaxial blind channels separated by an indestructible barrier, in one channel there is a high-calorie heating charge, and in the other, an igniter charge, both charges are made of pyrotechnic compositions, characterized in that the igniter charge is made in the form two coaxial elements, and between them there is a transfer charge of a pyrotechnic composition forming solid combustion products.

2. The device according to claim 1, characterized in that the elements of the igniter charge are made of different pyrotechnic compositions.