SE467597B - Piezoelektrisk taendare - Google Patents

Description

467 597 2 Den samtidiga initieringen av ett flertal laddningar med en detonerande stubin anses vara en både lätthanterlig och säker metod eftersom den är svår att påverka på annat sätt än just det avsedda men de pyrotekniska fördröjningssatserna som man hittills har varit tvungen att utnyttja vid intervallsprängning med hjälp av detta tändsystem har inte den exakta tidsfördröjning som man skulle önska.

Vid elektriska tändsystem har man däremot möjlighet att utnyttja elektroniska tidsfördröjningständare som är mycket exakta men då föreligger istället problemen med att inducerade strömmar i de långa elanslutningskablarna kan förorsaka vàdainitiering om man inte är mycket noga med att eliminera alla potentiella elektro- magnetiska strålningskällor i närheten såsom radio- och radar- sändare, elförande kablar m m .

I svenskt patent 8703157-1 (PCT/SE88/00409) finns nu beskrivet ett nytt mot yttre inverkan störningsskyddat tändsystem i form av en sprängämneständare som innefattar en eltändare av i och för sig känd typ förbunden med en elektronisk tidsfördröjningständare vil- ken i sin tur är förbunden med en givare med förmågan att omvandla den energi som genereras vid en detonation alternativt en annan pyroteknisk förbränning i givarens absoluta närhet till en elektrisk strömpuls stark nog att starta upp den elektroniska tidsfördröjningständaren. En av de typer av givare med förmåga att generera den nödvändiga strömpulsen ur en detonation eller motsvarande som föreslås i patentet är en piezoelektrisk kristall som då den påverkas av en detonerande stubin i sin absoluta närhet ger en tillräcklig strömpuls för att ladda upp en kondensator som i sin tur startar den elektroniska tidtändaren med dess på förhand inställda tidsfördröjning varefter denna initierar den därmed anslutna eltändaren och i och med detta även huvudladdningen.

Säkerhetskraven på sprängämneständare är rent generellt mycket höga. Innan man introducerar en ny sprängämneständare mäste man därför vara säker på att den inte kan vådainitieras genom yttre àverkan. Detta gäller inte minst vid sprängämneständare :- 3 467 597 för intervallsprängning där laddningarna ofta är mycket stora.

Föreliggande uppfinning hänför sig nu till en utformning av den del av tändaren där den piezoelektriska kristallen som ger tändpulsen är placerad och som ger ett maximalt skydd mot vàdaini- tiering samtidigt som den säkerställer den piezoelektriska kri- stallens funktion genom att den tillhandahåller ett stabilt städ mellan vilket och den detonerande tändstubinen den piezoelektriska kristallen komprimeras.

Anordningen enligt uppfinningen kan alltså definieras som en sprängämneständare innefattande en med en eltändare elektriskt- ansluten piezoelektrisk kristall avsedd att vid sprängämnestända- rens initiering påverkas av chockvàgen fràn en detonerande ladd- ning eller pyroteknisk sats såsom en làgenergistubn eller mot- svarande till att avge en strömpuls tillräcklig för att efter en eventuell förstärkning via en mellan den piezoelektriska kri- stallen och eltändaren inkopplad kondensator initiera eltändaren som i sin tur via eventuell förstärkningsladdning eller detonator initiera huvudladdningen. Utmärkande för anordningen enligt upp- finningen är därvid att den piezoelektriska kristallen omges av en kraftig inkapsling eller hölje genom vilken även löper en kanal via vilken chockvàgen från den detonerande laddningen eller pyrotekniska satsen kan nà den piezoelektriska kristallen. Om den detonerande satsen därvid utgöres av en detonerande stubin av t ex làgenergityp så kan kanalen göras genomgående varvid den detone- rande stubinen som alltså därigenom kan löpa genom flera spräng- ämneständare och därigenom utgöra förbindelselänken mellan dessa.

Genom att detonationshastigheten i en detonerande lágenergistubin kan vara upp emot 7000 m/sek så kan initieringen av flera spräng- ämneständare medelst en och samma eller flera sammankopplade dylika detonerande lágenergistubin anses ske momentant. Ovan nämn- da inkapsling eller hölje utgörs företrädesvis av en bit av ett rör av metall eller annat hårt material av vars insida en del tjänstgör som städ eller mothàll för den ena bredsídan av den piezoelektriska kristallen medan det mellan den piezoelektriska kristallens andra bredsida och rörets motstàende insida löper den aktuella kanalen. 467 597 4 Om röret har ett cirkulärt tvärsnitt, vilket nog får anses som önskvärt så anordnas mellan rörets insida och den piezoelektrisk kristallen ett mellanstäd av metall eller annat hårt material med ett cirkelsegmentformat tvärsnitt vars bukiga sida ligger i direktkontakt med rörets insida medan den piezoelektriska kristallen med sin ena bredsida ligger i direktkontakt med mellanstädets plana sida. Resterande utrymme i skyddsröret på andra sidan om den piezoelektriska kristallens andra bredsida kan utfyllas av en mellandel av t ex polykarbonatplast och genom denna mellandel löper kanalen för den detonerande låg- energistubinen. Kanalen kan i sin tur vara fodrad med ett tunt metallrör.

Med denna grundkonstruktion kommer den piezoelektriska kristallen att vara omgiven av ett kraftigt skydd som skyddar den fràn varje påverkan utom den avsedda d v s den sammantryckning av kristallen som kan åstadkommas vid en detonationen inne i skyddsröret. Sam- tidigt är övriga i sprängämneständarens ingående komponenter t ex dess kondensator, den med kondensatorn sammankopplade tidsfördröj- ningskretsen samt eltändaren effektivt skyddad mot detonationens inverkan. Pà samma gäng fungerar röret som motháll och städ mot chockvågen härigenom åstadkommas vid rejäl sammanpressning av den piezoelektriska kristallen och därvid genererad strömpuls. Lämpligt material i skyddsröret är stål annan metall eller annat stelt material medan sprängämneständare i sin helhet gjutes eller svetsas in i ett plasthölje.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven och skall nu något ytterligare beskrivas i samband med bifogade figurer.

Figurerna l och 2 visar snittade front och sidovyer av spräng- ämneständaren enligt uppfinningen. Denna innefattar ett ytterskal 1 ett skyddsrör av stål eller annat kraftigt material 2, ett städ 3, en piezoelektrisk kristall 8, en utfyllnadsdel av i detta fall polykarbonatplast 4 försedd med en genomgående kanal 5, för en detonerande lågenergistubin 6 (antydd pà fig 2). Kanalen 5 är invändigt fodrad med ett tunt lätt deformerbart metallrör 7. Det- få (i -tr- CN “<1 01 ¶D \~'l ta senare ingår normalt för att göra det lätt att framställa hermetiskt tillslutna sprängämneständare. Utfyllnadsdelen 4 kan tillverkas av varje lämpligt material som låter en tillräckligt stor del av chockvàgen från den detonerande lågenergistubinen att nå den piezoelektriska kristallen 8 för att denna skall komprime- ras i tillräcklig grad för att ge önskad strömpuls.

Den piezoelektriska kristallen 8 är i sin tur via två elledare 9 och 10 förbundna med en kondensator ll som i sin tur är förbunden med en elektronisk tidsfördröjningständare 12 via elledare 13, 14.

Till den elektroniska tidsfördröjningständaren 12 är vidare via tvà ledare 15, 16 kopplad en eltändpärla 17 anordnad i direktkon- takt med en förstärkningsladdning 18.

Då làgenergistubinen 6 detoneras vandrar chockvàgen genom utfyll- nadsdelen 4 och pressar samman den piezoelektriska kristallen 8 mot städet 3 varvid en strömpuls går genom kablarna 9 och 10 och laddar upp kondensatorn ll som urladdas över den elektroniska tidtändaren 12 som efter inställt intervall initierar tändpärlan 17 och laddningen 18 varvid huvudladdningen detoneras.

Stàlröret 2 skyddar däremot den piezoelektriska kristallen 8 mot varje annan àverkan även sådan som i realiteten innebär att sprängämneständarens skal 1 krossas.

Claims (4)

467 597 PATENTKRAV

1. Sprängämneständare innefattande en med en eltändare (17) elektriskt ansluten piezoelektrisk kristall (8) avsedd att vid tändarens initíering påverkas av en detonerande laddning (6) eller pyroteknisk sats såsom en detonerande stubin av t ex làgenergityp till att avge en strömpuls tillräcklig för att Ir efter en eventuell förstärkning via en mellan den piezoelektriska kristallen (8) och eltändaren (17) inkopplad kondensator (11), initiera eltändaren (17) k ä n n e t e c k n a d därav att den piezoelektriska kristallen (8) omges av en kraftig inkapsling (2) i form av ett metallrör vars insida till en del tjänstgör som städ eller mothàll för den ena bredsidan av den piezoelektriska kristallen (8) medan det mellan den piezoelektriska kristallens andra bredsida och rörets motstående insida är anordnad en kanal (5) genom vilken den detonerande laddningen eller pyrotekniska satsen (6) löper.

2. Sprängämneständare enligt krav l k ä n n e t e c k n a d därav att det den piezoelektriska kristallen (8) och kanalen (5) omgivande metallröret (2) har ett cirkulärt tvärsnitt och att den piezoelektriska kristallens mot metallrörets insida vända bredsida anligger plant mot ett mellanstäd (3) av metall som uppvisar en plan mot nämnda kristall vänd första yta samt en mot rörets insida vänd och direkt mot denna anliggande andra bukig yta som ger mellanstädet (3) ett cirkelsegmentformat tvärsnitt medan motstàen- de del av metallrörets (2) inre volym som ej upptas av mellanstädet (3) och fram till den piezoelektriska kristallen (8) upptas av en mellandel (4) av plast, gummi eller annat material genom vilken kanalen (5) är anordnad och genom vilken chockvågen från den detonerande laddningen (6) kan passera.

3. Sprängämneständare enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d 7 467 597 därav att mellandelen (3) är framställd av polykarbonat och att kanalen (5) för den detonerande laddningen (6) är genomgående och fodrad med ett mjukt tunnväggigt metallrör (7).

4. Sprängämneständare enligt endera av kraven 1-3 k ä n n e - t e c k n a d därav att mellan den piezoelektriska kristallen (8) med den eventuella kondensatorn (ll) och eltändaren (17) är inkopplad en elektronisk tidsfördröjningständare (12).