Электровоспламенитель с самоотключением от источника тока
Владельцы патента RU 2789287:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к инициирующим устройствам, и может быть использовано для воспламенения пиротехнических составов и взрывчатых веществ. Электровоспламенитель с самоотключением от источника тока содержит корпус, в котором размещена обойма с рабочим зарядом и воспламеняющей навеской, примыкающей к мостику накаливания; обеспечивающему замыкание электрической цени между выводами электровоспламенителя, и узел, обеспечивающий разрыв электрической цепи, представляющий собой вставленные в обойму неэлектропроводное кольцо и цангу, поджатые опорой, цанга представляет собой колпачок с подпружиненными лепестками, обеспечивающими электрический контакт между обоймой и опорой, при этом кольцо отделено от обоймы изолирующей прокладкой и выполнено с выступающим под утлом по наружному диаметру буртом с возможностью деформации кольца в пространство между обоймой и опорой под действием давления газообразных продуктов при воспламенении навески и заряда и поджатием буртом кольца лепестков цанги к опоре до прерывания электрического контакта. При срабатывании электровоспламенителя происходит надежное отключение от источника тока. 3 ил.
Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к инициирующим устройствам, и может быть использовано для воспламенения пиротехнических составов и взрывчатых веществ.
Из предшествующего уровня техники известны электровоспламенительные устройства (ЭУ), в которых предусмотрено самоотключение от источника тока. Так, например, из описания к патенту RU 2156946 С1, 27.09.2000 «Электроинициатор с самоотключением от источника тока» известно ЭУ, содержащее электровоспламенитель с мостиком накаливания и воспламеняющим составом, а также дополнительно подключены параллельно мостику накаливания шунтирующий резистор и последовательно к ним плавкая вставка. При задействовании ЭУ импульсом тока вначале мостиком накаливания инициируется воспламеняющий состав, а затем происходит перегорание плавкой вставки, приводящее к обрыву тока независимо от величины остаточного сопротивления электровоспламенителя.
Недостатками данного технического решения являются необходимость использования более мощного и энергоемкого источника тока, падение надежности работы ЭУ в условиях пониженных температур, относительно большой промежуток времени между моментом срабатывания ЭУ и моментом его отключения от источника тока.
Известен электровоспламенитель с самоотключением от источника тока (патент RU 2263871 С1, 10.11.2005 «Электровоспламенитель»), содержащий корте, колодочку с встроенными электровводами, мостик накаливания, прикрепленный к ним воспламеняющий состав, при этом торцы электровводов выполнены заподлицо с поверхностью колодочки или заглублены относительно поверхности колодочки и покрыты прочным, огнестойким изолирующим составом на основе эпоксидной смолы. При подключении электровводов к источнику тока мостик накаливания нагревается, поджигает воспламенительный состав и при достижении температуры ~1400°С расплавляется и теряет свою сплошность, продукты горения воспламенительного состава и основного заряда способствуют полному разрушению мостика. После срабатывания электровоспламенителя торпы электровводов оказываются электрически изолированными друг от друга, ток между ними отсутствует, электровоспламенитель оказывается отключенным от источника тока.
Недостатком данного электровоспламенителя является использование изолирующего состава, выполненного на основе эпоксидной смолы, которым покрыты места крепления и концевые участки мостика, а также торцы электровводов. При достаточно длительном тепловом воздействии продуктов сгорания воспламенительного состава эпоксидная смола (температура разложения ~ 300°С) начинает выгорать, что может привести к появлению электрической проводимости между электровводами после срабатывания электровоспламенителя, что снижает надежность самоотключения данного электровоспламенителя от источника тока.
Известен также электровоспламенитель с самоотключением от источника тока (авторское свидетельство RU 650414 A1, 10.10.1995 «Электроинициатор с самоотключением проводов»), выбранный в качестве прототипа заявляемому устройству. Электровоспламенитель включает корпус с рабочим зарядом и воспламеняющей навеской, примыкающей к мостику накаливания, обеспечивающему замыкание электрической цени между выводами электровоспламенителя. В конструкцию входит узел, обеспечивающий разрыв электрической цепи, который представляет собой поршень со срезным буртом, торец которого поджимает воспламеняющую навеску. Поршень снабжен герметизирующей манжетой и установлен в изоляционной втулке. Провода проходят в осевом направлении через продольные каналы поршня и на выходе из поршня вдоль радиальных каналов свободные концы проводов, уложенных в периферийных выточках по торцу втулки и выведенных через центральное отверстие в корпусе, зафиксированы с помощью образованной петли. При срабатывании электровоспламенителя образующиеся при горении рабочего заряда газообразные продукты двигают поршень, который перерезает провода, размещенные в изоляционной втулке, отключая тем самым электровоспламенитель от источника тока.
Недостатком прототипа является наличие подвижного поршня, который может заклиниться при своем движении и не перерезать провода, что не обеспечит самоотключение от источника тока.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности самоотключения электровоспламенителя от источника тока при воспламенении пиротехнических и пороховых зарядов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в электровоспламенителе с самоотключением от источника тока, содержащем корпус, в котором размещены обойма с рабочим зарядом и воспламеняющей навеской, примыкающей к мостику накаливания, обеспечивающему замыкание электрической цепи между выводами электровоспламенителя, и узел, обеспечивающий разрыв электрической цепи, новым является то, что узел, обеспечивающий разрыв электрической цепи, представляет собой вставленные в обойму неэлектропроводное кольцо и цангу, поджатые опорой, цанга представляет собой колпачок с подпружиненными лепестками, обеспечивающими электрический контакт между обоймой и опорой, при этом кольцо отделено от обоймы изолирующей прокладкой и выполнено е выступающим под утлом по наружному диаметру буртом, с возможностью деформации кольца в пространство между обоймой и опорой под действием давления газообразных продуктов при воспламенении навески и заряда и поджатием буртом кольца лепестков цанги к опоре до прерывания электрического контакта.
Выполнение цанги с четырьмя лепестками обеспечивает надежный электрический контакт, а также за счет жесткой фиксации на опоре позволяет установить ее в обойму без перекосов.
Кольцо выполнено с выступающим по наружному диаметру под углом буртом, который при деформации кольца позволяет равномерно поджимать лепестки цанги к опоре.
На фиг.1 схематически изображен электродетонатор, в состав которого входит электровоспламенитель с самоотключением от источника тока коаксиальной конструкции, на фиг.3 - традиционной конструкции, где обозначено:
1 - корпус электродетонатора;
2 - изоляционная втулка;
3 - воспламенительный состав;
4 - рабочий заряд;
5 - мостик накаливания;
6 - колодочка;
7 - обойма;
8 - изолирующая прокладка;
9 - кольцо;
10 - цанга;
11 - втулка;
12 - контакт;
13 - опора;
14 - подпорная втулка;
15 - гайка;
16 - выводы;
17 - клей эпоксидный.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить электровоспламенитель в составе электродетонатора, приведенного на фиг.1 или фиг.3.
В корпусе 1 электродетонатора установлена изоляционная втулка 2 с обоймой 7, изолирующей прокладкой 8. кольцом 9. цангой 10 и опорой 13, поджатой через подпорную втулку 14 гайкой 15. В обойму 7 установлена колодочка 6 с мостиком накаливания 5 с напрессованными воспламенительным составом 3 и рабочим зарядом 4. Электрическая цепь мостика накаливания 5 с выводами 16 осуществляется через опору 13, цангу 10, обойму 7 и контакт 12, установленный в неэлектропроводную втулку 11. Толщина лепестков цанги 10 составляет 0.02 - 0.03 диаметра, для придания с одной стороны необходимой жесткости для обеспечения надежного электрического контакта, а с другой для возможности их поджатая при деформации кольца 9. Толщина кольца 9 составляет 0.15 - 0,2 диаметра, для создания необходимого количества деформированного материала для заполнения пространства между обоймой 7 и опорой 13.
При задействовании электродетонатора импульсом электрического тока происходит срабатывание рабочего заряда 4, за счет давления газообразных продуктов обойма 7 перемещается в осевом направлении в полости изолирующей втулки 2. При этом происходит деформация кольца 9 в пространство между обоймой 7 и опорой 13. поджимая лепестки цанги 10. Электрическая цепь между выводами 16 электродетонатора надежно разрывается. За счет деформируемого кольца 9 и неэлектропроводной втулки 11 полностью исключается возможность проникновения электропроводящих продуктов срабатывания в зазор между поджатой цангой 10 к опоре 13 и обоймой 7.
Опытная проверка заявляемого устройства подтвердила высокую надежность самоотключения от источника тока после срабатывания. По результатам более 50 испытаний сопротивление между выводами после срабатывания составляло не менее 20 МОм.
Электровоспламенитель с самоотключением от источника тока, содержащий корпус, в котором размещены обойма с рабочим зарядом и воспламеняющей навеской, примыкающей к мостику накаливания, обеспечивающему замыкание электрической цепи между выводами электровоспламенителя, и узел, обеспечивающий разрыв электрической цепи, отличающийся тем, что узел, обеспечивающий разрыв электрической цепи, представляет собой вставленные в обойму неэлектропроводное кольцо и цангу, поджатые опорой, цанга представляет собой колпачок с подпружиненными лепестками, обеспечивающими электрический контакт между обоймой и опорой, при этом кольцо отделено от обоймы изолирующей прокладкой и выполнено с выступающим под углом по наружному диаметру буртом с возможностью деформации кольца в пространство между обоймой и опорой под действием давления газообразных продуктов при воспламенении навески и заряда и поджатием буртом кольца лепестков цанги к опоре до прерывания электрического контакта.
