Электроинициатор с самоотключением от источника тока

 

Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим инициирующим устройствам, и может быть использовано для воспламенения пиротехнических и пороховых зарядов преимущественно с газообразными продуктами горения. Электроинициатор с самоотключением от источника тока содержит рабочий заряд и электровоспламенитель в виде мостика накаливания и воспламеняющего состава, параллельно мостику накаливания подключен шунтирующий резистор и последовательно с этим соединением плавкая вставка. При задействовании электроинициатора токовым импульсом амплитудой от 2 А и длительностью 30 мс происходит надежное воспламенение рабочего заряда с вероятностью не менее 0,9999 и последующее надежное отключение электроинициатора от источника тока с вероятностью не менее 0,9999 вне зависимости от электрического сопротивления межэлектродного промежутка после перегорания мостика. 1 ил.

Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим инициирующим устройствам, и может быть использовано для воспламенения пиротехнических и пороховых зарядов, преимущественно с газообразными продуктами горения.

Известен электроинициатор с самоотключением от источника тока, содержащий корпус, в котором установлены электровоспламенитель с проводами, размещенными в изоляционной втулке, имеющей поршень и воспламеняемый рабочий заряд с газообразными продуктами горения /1/.

При срабатывании такого электроинициатора образующиеся при горении рабочего заряда газообразные продукты двигают поршень, который перерезает провода электровоспламенителя, размещенные в изоляционной втулке, отключая тем самым электроинициатор от источника тока.

Известен также электроинициатор с самоотключением от источника тока, содержащий корпус, в котором установлены электровоспламенитель, в виде мостика накаливания и воспламеняющего состава, рабочий заряд и размещенная между ними втулка со сквозным каналом, соединяющим электровоспламенитель и рабочий заряд /2/. Электровоспламенитель содержит такое количество пиротехнического состава, чтобы образовавшихся после его сгорания шлаков было недостаточно для короткого замыкания разомкнувшихся после перегорания мостика накаливания проводов электровоспламенителя. Втулка выполнена из материала, обладающего эффектом "памяти формы" и после нагревания деформируется так, что полностью перекрывает имеющийся в ней сквозной канал, соединяющий электровоспламенитель и рабочий заряд.

При срабатывании электровоспламенителя форс пламени, пройдя по сквозному каналу втулки, зажигает рабочий заряд. За счет выделяющегося при горении тепла втулка нагревается и происходит полное перекрытие сквозного канала. В результате электропроводные шлаки, образующиеся при горении рабочего заряда, не могут проникнуть в зону расположения электровоспламенителя и произвести короткое замыкание разомкнувшихся после перегорания мостика накаливания проводов электровоспламенителя, что обеспечивает самоотключение такого электроинициатора от источника тока. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком устройств, выбранных в качестве аналога и прототипа, является то, что при воспламенении пиротехнических и пороховых зарядов, образующих при своем горении водяные пары и другие токопроводящие продукты сгорания, которые, находясь под большим давлением, проникают в межэлектродный промежуток или к перерезанным проводам, что может привести к короткому замыканию. Это приводит к значительному снижению надежности самоотключения от источника тока.

Задача изобретения - повышение надежности самоотключения электроинициатора от источника тока при воспламенении пиротехнических и пороховых зарядов, имеющих газообразные продукты горения.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в следующем: при задействовании электроинициатора токовым импульсом амплитудой от 2,0 А и длительностью 30 мс происходит надежное воспламенение рабочего заряда с вероятностью не менее 0,9999 и последующее надежное отключение электроинициатора от источника тока с вероятностью не менее 0,9999. Надежность самоотключения сохраняется при воспламенении рабочего заряда, образующего газообразные продукты горения, а также при воспламенении рабочего заряда, образующего твердые шлаки, вне зависимости от электрического сопротивления межэлектродного промежутка после перегорания мостика.

Сущность изобретения заключается в том, что в электроинициаторе с самоотключением от источника тока, содержащем рабочий заряд и электровоспламенитель в виде мостика накаливания и воспламеняющего состава, для решения поставленной задачи дополнительно подключены параллельно мостику накаливания шунтирующий резистор и последовательно к ним плавкая вставка, Наличие отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "новизна". При анализе известных технических решений по электроинициаторам не найдено устройств, содержащих отличительные признаки заявляемого устройства и получение указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

Подключение шунтирующего резистора параллельно мостику накаливания позволяет после перегорания мостика стабилизировать величину токового импульса, проходящего через плавкую вставку, подключенную последовательно к соединению мостика и шунтирующего резистора. Это в значительной степени снижает влияние разброса величины сопротивления межэлектродного промежутка после перегорания мостика, вызываемого воздействием на него токопроводящих газообразных продуктов сгорания. Стабилизация величины токового импульса, проходящего через плавкую вставку, приводит к значительному повышению надежности перегорания плавкой вставки. При перегорании плавкой вставки, подключенной последовательно к соединению мостика и шунтирующего резистора, происходит гарантированное отключение электроинициатора от источника тока. Параметры мостика, шунта и плавкой вставки рассчитываются таким образом, чтобы импульс тока ограниченной длительности, проходящий через мостик с параллельно подключенным шунтом, надежно зажигал воспламенительный состав до перегорания плавкой вставки, а затем надежно дожигал плавкую вставку.

На чертеже схематически изображен электроинициатор с самоотключением от источника тока где обозначено: 1 - корпус электроинициатора; 2 - мостик накаливания; 3 - воспламенительный состав; 4 - рабочий заряд; 5 - шунтирующий резистор; 6 - плавкая вставка.

В корпусе 1 электроинициатора расположен мостик 2, с напрессованным воспламенительным составом 3, воспламеняющим пиротехнический или пороховой рабочий заряд 4. Вне зоны горения" параллельно мостику подключен шунтирующий резистор 5 и последовательно подключена плавкая вставка 6. При подаче токового импульса на мостик происходят зажигание воспламенительного состава 3, перегорание мостика 2 и воспламенение рабочего заряда 4. В это же время от токового импульса, до перегорания мостика 2, разогревается плавкая вставка 6, а после перегорания мостика 2 токовый импульс, стабилизированный шунтирующим резистором 5, дожигает плавкую вставку. В результате перегорания плавкой вставки происходит гарантированное отключение электроинициатора от источника тока.

Для подтверждения критерия "промышленная применимость" была проведена опытная проверка заявляемого устройства. Экспериментально была подтверждена высокая надежность самоотключения от источника тока макета электроинициатора в наиболее сложных условиях, вызванных воздействием газообразных электропроводных продуктов сгорания на межэлектродный промежуток после перегорания мостика. Было проведено 9 опытов с макетами электроинициатора, которые имели следующие параметры: среднее сопротивление мостика R_мост = 1,61 Ом, среднее квадратичное отклонение (СКО) = 0,13; среднее сопротивление плавкой вставки R_пв = 0,77 Ом, СКО = 0,17;
сопротивление шунтирующего резистора R_шунта = 5,75 Ом.

Задействование электровоспламенителей в опытах проводилось токовым импульсом с параметрами: амплитудой l = 2,0 А и длительностью 30 мс. Во всех опытах пиротехнический воспламенительный состав, напрессованный на мостик, воспламенил пороховой рабочий заряд. В качестве рабочего заряда использовался порох ССНФ 30/3, 69 ОСТ В 84-2432-89, образующий при горении газообразные электропроводные продукты. Электроинициатор из-за перегорания плавкой вставки отключился от источника тока. Среднее время перегорания моста составило 1,88 мс СКО = 0,22, среднее время перегорания плавкой вставки составило 8,53 мс СКО = 1,25. Математическая обработка полученных результатов показала, что время перегорания плавкой вставки с вероятностью 0,99999 превышает время перегорания мостика и с вероятностью 0,99999 не превышает длительности токового импульса.

Экспериментально было подтверждено, что наличие в электроинициаторе шунтирующего резистора, установленного параллельно мостику накаливания и подключенной последовательно к ним плавкой вставки, приводит к надежному отключению электроинициатора от источника тока.

Таким образом, полученный результат заключается в повышении надежности самоотключения электроинициатора от источника тока при воспламенении пиротехнических и пороховых зарядов.

Источники информации
1. Шанов Г.И. Электроинициатор с самоотключением проводов // Авторское свидетельство N 650414, F 42 B 3/12, опубл. Б.И. N 28, 1996.

2. Heckes A. A. , Montoya A.P. The Solving of Resistance-after-Fire-Problem // Proceeding of the 7-th International Pyrotechnic Seminar, 14-18 July 1980. Chicago, Illinois V. I. P. 178-192.

Формула изобретения

Электроинициатор с самоотключением от источника тока, содержащий рабочий заряд и электровоспламенитель в виде мостика накаливания и воспламеняющего состава, отличающийся тем, что электроинициатор дополнительно содержит шунтирующий резистор, установленный параллельно мостику накаливания, и подключенную последовательно с этим соединением плавкую вставку.

РИСУНКИ

Рисунок 1