МЕХАНИЗМ БЛОКИРОВКИ ПИРОПРИВОДА

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам предохранения в ракетной и авиационной технике, работающей в условиях вибрационных и линейных воздействий одноразового действия, к блокирующим механизмам одноразового действия и может быть использовано в электромеханических инерционных датчиках, пироприводах.
Известен предохранительно-исполнительный механизм взрывателя, описанный в патенте РФ №2400701, МПК F42C 15/40, опубл. 27.09.2010 г., содержащий корпус, в котором размещены огневая цепь, включающая электродетонатор и передаточный заряд, заслонка огневой цепи, установленная с возможностью перемещения под действием пружины сжатия, пиротехнический стопор для удержания заслонки в исходном состоянии, фиксатор заслонки в сработанном состоянии и электрический соединитель для связи с прибором управления взрывателем. При этом в механизм дополнительно введены электромеханический стопор, включающий шаговый двигатель, на валу которого установлено устройство преобразования вращательного движения вала в поступательное перемещение элемента зацепления с заслонкой, а также термопредохранительный стопор для блокировки заслонки огневой цепи в исходном состоянии при превышении безопасной температуры эксплуатации. В заслонке выполнены два паза для удержания ее в исходном состоянии электромеханическим и пиротехническим стопорами с возможностью вывода из зацепления с ними в заданной последовательности их срабатывания и третий паз для блокировки термопредохранительным стопором. Повышается безопасность взрывателя и боеприпасов на всех этапах эксплуатации и боевого применения.
К недостаткам устройства следует отнести:
- все блокировки снимаются подачей электрического сигнала;
- необходимость подачи электрических импульсов на шаговый двигатель, при котором происходит выход элемента зацепления, длительное время;
-требуется источник питания, в течении снятия обеих ступеней предохранения;
- необходимость обеспечивать защиту дополнительным устройством от переходного напряжения, которое приводит к повреждению изоляции обмоток электропривода и его отказу.
Известно устройство предохранения коммутации взрывателя, описанное в патенте РФ №2457430, МПК F42C 15/40, опубл. 27.07.2012 г., содержащее электрическую цепь задействования электродетонатора, включающую контакт электрического соединителя для связи с прибором управления, контакт включения электродетонатора и соединитель цепи задействования, заслонку, интегрирующее устройство, электромеханический стопор, включающий электропривод и устройство преобразования вращательного движения вала электропривода в поступательное перемещение соединителя цепи задействования. При этом устройство преобразования выполнено с возможностью фиксации соединителя цепи задействования в исходном и сработанном состояниях. Интегрирующее устройство электрически связано с обмоткой управления электропривода с возможностью включения ее после совершения интегрирования. Кроме того, интегрирующее устройство связано с валом электропривода с возможностью фиксации его в исходном состоянии и освобождения после совершения интегрирования посредством рычажно-кулачкового механизма или посредством электромагнитного включателя. Заслонка связана с валом электропривода и размещена на пути перемещения соединителя цепи задействования с возможностью поворота для освобождения указанного пути. Снижает вероятность несанкционированного срабатывания устройства предохранения и коммутации взрывателя.
К недостаткам устройства следует отнести
-зависимость устройства от источника тока, на всем промежутке работы устройства, так как большая часть узлов устройств состоит из электроприводов, которым требуется электрический ток;
- необходимость обеспечивать защиту дополнительным устройством от переходного напряжения, которое приводит к повреждению изоляции обмоток электроприводов и их отказу.
Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является техническое решение под названием «Предохранительно-исполнительный механизм взрывателя», описанный в патенте РФ №2255302, МПК F42C 15/185, опубл. 27.06.2005 г., включающий корпус с кольцевой расточкой, выполненной на внутренней поверхности отверстия корпуса, движок с вышибным элементом и фиксатором, установленным соосно в проточке, выполненной на переднем торце движка и стопорные элементы.
К недостаткам устройства следует отнести:
- отсутствие фиксации движка в корпусе в исходном состоянии, приведет к закусыванию стопора или движка при вибрационных перегрузках (транспортировании) через длительный промежуток времени, так как движок перемещается в зазоре до стопора;
- недостаточная надежность перевода детонатора движком, в связи с тем, что он не зафиксирован в исходном состоянии. Образование вибрационных сил, воздействующих на движок, который при контакте с стопором создает паразитное усилие, противодействующее срабатыванию стопора. Также вибрационные нагрузки при транспортировании «набивают» на стопорах и движке в местах контакта зарезы, которые могут привести к закусыванию стопоров или движка и, как следствие, их не срабатывание;
- требование повышенной точности при изготовлении фиксатора и проточки в корпусе для него.
Задачей заявляемого изобретения является создание устройства, обеспечивающее повышение безопасности и надежности блокировки пиропривода в случае несанкционированного задействования или самопроизвольного срабатывания, в том числе при аварийных воздействиях, таких как пожар или ударная нагрузка.
Технический результат заключается в обеспечении безопасного и надежного срабатывания механизма блокировки пиропривода.
Указанный технический результат достигается тем, что механизм блокировки пиропривода, содержащий корпус с кольцевой проточкой, выполненной на внутренней поверхности отверстия корпуса, движок с вышибным элементом и фиксатором, установленным соосно в проточке, выполненной на внешней поверхности на переднем торце движка, и стопорные элементы, согласно изобретению, снабжен инерционным включателем с подвижным инерционным чувствительным элементом, выполненным с проточкой под стопорный узел, и установленным между чувствительным элементом и движком, выполненным в виде пиропривода с проточкой под стопорный узел и с герметичной полостью, в которой соосно установлен вышибной элемент, со стороны которого выполнено ослабленное сечение, а стопорный узел выполнен, со смещением относительно проточки чувствительного элемента, из стопорных элементов, зафиксированных прижимным элементом и манжетой, между собой, и установленных в расточке, расположенной перпендикулярно оси механизма блокировки пиропривода.
Кроме того, фиксатор может быть выполнен в виде стопорного кольца.
Кроме того, стопорные элементы могут быть выполнены в виде шариков.
Кроме того, вышибной элемент может быть выполнен в виде электровоспламенителя.
Кроме того, прижимной элемент может быть выполнен в виде гайки с лепестками.
Размыкание электрических контактов вышибного заряда обеспечивает отсутствие электрического сигнала для срабатывания устройства до тех пор, пока инерционный включатель, под действием определенного значения силы инерции, действующей определенное время в необходимом направлении, не замкнет электрическую цепь.
Для механической блокировки пиропривода создана проточка на внешней поверхности пиропривода, в которой установлен стопорный элемент стопорного узла.
Для фиксации пиропривода в конечном положении осуществляется разневоливание стопорного кольца в проточке, выполненной в корпусном отверстии, по которому перемещается пиропривод после получения исполнительной команды.
Фиксация стопорных элементов стопорного узла поджимом и разъединением в исходном состоянии обеспечивает статичное состояние при вибрационных нагрузках и транспортировании всеми видами транспорта.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.
На фиг. 1 представлена конструкция механизма блокировки пиропривода в исходном состоянии.
На фиг. 2 представлена конструкция механизма блокировки пиропривода в рабочем состоянии после подачи исполнительной команды.
На чертежах введены следующие обозначения:
1 - корпус пиропривода;
2 - инерционный включатель;
3 - пиропривод;
4 - вышибной элемент (электровоспламенитель);
5 - уплотнитель (прижим);
6 и 7 - стопорные элементы (шарики);
8 - фиксатор (стопорное кольцо)
9 - прижимной элемент (гайка с лепестками);
10 - манжета;
11 - чувствительный элемент;
А - герметичная полость пиропривода;
Б - ослабленное сечение пиропривода;
В - проточка чувствительного элемента;
С - проточка пиропривода.
Механизм блокировки пиропривода состоит из корпуса 1 (фиг. 1) с кольцевой расточкой, выполненной на внутренней поверхности отверстия корпуса 1, инерционного включателя 2, движка, выполненного в виде пиропривода 3 с соосно установленным вышибным элементом 4 в виде электровоспламенителя, со стороны которого выполнено ослабленное сечение Б, уплотнителя 5, фиксатора 8 в виде стопорного кольца, установленного соосно в проточке, выполненной на переднем торце движка, стопорного узла, состоящего из стопорных элементов 6 и 7 в виде шариков, зафиксированных между собой прижимным элементом 9 и манжетой 10, и подвижного чувствительного элемента 11 с проточкой В под стопорный узел, размещенный в расточке, перпендикулярно оси механизма блокировки пиропривода. Стопорный узел расположен со смещением относительно проточки В чувствительного элемента 11.
Устройство работает следующим образом. При воздействии инерционных сил происходит коммутация электрических цепей задействования вышибного элемента 4 в инерционном включателе 2 (фиг. 2) и перемещение чувствительного элемента 11 до установки проточки В напротив стопорного элемента 7. После подачи электрического сигнала на вышибной элемент 4, образовавшиеся продукты сгорания взрывчатых веществ создают достаточное давление газов в герметичной полости А для перемещения пиропривода 3, при этом давление газов совершает работу разрушения ослабленного сечения Б, перемещения пиропривода 3 и стопорного элемента 6. Стопорный элемент 6, под действием силы перемещения, развальцовывает прижимной элемент 9 (лепестки гайки) и, деформируя манжету 10, перемещает стопорный элемент 7 в проточку В до выхода стопорного элемента 6 из проточки С пиропривода 3, перемещаемого до торца расточки. Фиксатор 8, находящийся в проточке на торце пиропривода 3, при его перемещении разневоливается в проточку, выполненную на внешней поверхности корпуса 1, тем самым фиксирует конечное положение пиропривода 3.
Механическая блокировка осуществляется следующим образом. При самопроизвольном (несанкционированном) задействовании вышибного элемента 4 в пироприводе 3 во время аварийного воздействия, например, при пожаре, давление, создаваемое образовавшимися продуктами сгорания взрывчатых материалов вышибного элемента 4 в герметичной полости А пиропривода 3 и разрыве ослабленного сечения Б, не приводит к дальнейшему перемещению пиропривода 3 на заданное расстояние, так как стопорный узел, блокирует перемещение. Пиропривод 3 проточкой С упирается в стопорный элемент 6, который, деформируя прижимной элемент 9 (лепестки гайки), упирается через манжету 10 в стопорный элемент 7, который, в свою очередь, упирается в боковую поверхность не передвинутого чувствительного элемента 11. Также, при аварийном ударе и нарушении целостности ослабленного сечения Б пиропривода 3, пиропривод упирается проточкой С в стопорный элемент 6 и блокирует перемещение пиропривода 3.
При воздействии вибрации на механизм блокировки пиропривода во время транспортировки любым видом транспорта в течение всего гарантийного срока пиропривод 3 фиксируют в корпусе 1 уплотнителем 5, а вышибной элемент 4 фиксируют в пироприводе 3 при помощи клея.
На предприятии был создан механизм блокировки пиропривода, в котором вышибной элемент 4 был выполнен в виде электровоспламенителя, фиксатор 8 в виде стопорного кольца, стопорные элементы 6 и 7 в виде шариков, прижимной элемент 9 в виде гайки с лепестками. Предлагаемое техническое решение прошло испытания, подтвердившие обеспечение безопасности и надежности при аварийных воздействующих факторах, а также была подтверждена надежность блокировки при аварийных ситуациях, таких как пожар или удар до 1000g, и при несанкционированном срабатывании устройства от электрического импульса.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- механизм блокировки пиропривода, воплощенный в заявленном изобретении при его осуществлении, способен обеспечить достижение указанного технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».