УСТРОЙСТВО КОММУТИРУЮЩЕЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКОЕ
PYROTECHNICAL SWITCHING DEVICE

Изобретение относится к области боеприпасов и может быть использовано в неконтактных взрывателях для коммутации электрических цепей, обеспечивающих безопасность боеприпасов, в условиях воздействия высоких механических нагрузок.
Известен «Электрический переключатель» (Патент RU 1277814, кл. Н01Н 37/76, 1996), содержащий установленные в корпусе неподвижный изолятор, имеющий неподвижные контактные элементы, выполненные в виде штырей, попарно электрически соединенных между собой разрушаемым проводом, и установленным поперек паза, выполненного на торце неподвижного изолятора, обращенном к подвижному изолятору, при этом разрушаемый провод расположен перпендикулярно направлению движения подвижного изолятора, подвижный изолятор выполнен с ответным указанному пазу торцевым срезающим выступом и вторым торцом связан с пиротехническим приводом.
Известное устройство можно использовать для коммутации большого количества электрических цепей и при низких требованиях к массо-габаритным характеристикам. В неконтактном взрывателе при минимальных габаритах на неподвижном изоляторе требуется всего два нормально замкнутых контакта, которые требуется разомкнуть, и два нормально разомкнутых контакта, которые требуется замкнуть. При этом указанные две пары контактов электрически не связаны между собой.
Недостаток известного устройства - конструкция и порядок коммутации не дают возможности его реализации в малых габаритах и с высокой технологичностью, что является важными факторами при проектировании неконтактных взрывателей. Это связано с тем, что пара ответных подвижных контактных элементов расположена на торце подвижного изолятора либо по одну, либо по другую сторону от срезающего выступа, что требует для их установки определенной площади. В случае минимизации цилиндрического корпуса и цилиндрических изоляторов как наиболее технологичных становится проблематичным расположение ответных подвижных контактных элементов на торце подвижного изолятора. Это приводит к нежелательному ограничению уменьшения диаметра изоляторов, что сказывается на габаритах всего устройства.
Другим недостатком известного устройства является низкая надежность работы из-за низкой вероятности сопряжения замыкающих контактных элементов и высокой вероятности их размыкания после сопряжения при больших перегрузках в случае применения в боеприпасах. Объясняется это тем, что при задействовании пиротехнического привода происходит разрушение и смещение частей конструкции устройства, в результате чего возможно отсутствие сопряжения замыкающих контактных элементов. Но даже при сопряжении замыкающих контактных элементов наличие больших перегрузок и механических колебаний может привести к их размыканию, так как удерживаются они только за счет силы трения скольжения.
Ближайшим аналогом, взятым за прототип предлагаемого устройства, является пиротехническое реле РП-2 (Руководство по проектированию и отработке электромеханических взрывателей, под ред. В.В.Руднева, ч.II., Машиностроение, 1976, с.183), содержащее установленные в цилиндрическом корпусе неподвижный изолятор с двумя парами неподвижных контактных элементов, выполненных в виде штырей, при этом первая пара неподвижных контактных элементов выполнена нормально разомкнутой, а вторая пара неподвижных контактных элементов электрически соединена между собой разрушаемым проводом, установленным поперек паза, выполненного на торце неподвижного изолятора, обращенном к подвижному изолятору, причем разрушаемый провод расположен перпендикулярно направлению движения подвижного изолятора, при этом нормально разомкнутые контактные элементы расположены по разные стороны паза, подвижный изолятор выполнен с ответным указанному пазу торцевым срезающим выступом и связан своим вторым торцом с пиротехническим приводом.
Положительным по сравнению с ранее описанным аналогом по патенту RU 1277814 является то, что замыкание нормально разомкнутых контактных элементов осуществляется посредством втулки, которая не требует для себя дополнительной площади на торце подвижного изолятора, что способствует уменьшению габаритов устройства.
Недостатком конструкции прототипа является низкая устойчивость к воздействиям механических нагрузок и низкая величина тока, пропускаемого через замыкаемые контакты. Это обусловлено тем, что замыкание нормально разомкнутых контактных элементов осуществляется посредством втулки, которая при срабатывании пиротехнического привода надевается с натягом на первую пару неподвижных нормально разомкнутых контактных элементов (штырей), сгибая их в сторону оси втулки. Втулка удерживается в этом положении за счет силы трения скольжения. В условиях механических воздействий втулка может соскочить со штырей и разомкнуть электрическую цепь, то есть сделать устройство неработоспособным. В то же время втулка имеет со штырями лишь точечные контакты, что уменьшает их электропроводность и тоже снижает надежность работы устройства.
Задача изобретения - повышение устойчивости работы устройства при воздействии механических нагрузок и увеличение площади контакта замыкающих контактных элементов.
Технический результат - повышение надежности работы устройства коммутирующего пиротехнического.
Сущность изобретения состоит в том, что устройство коммутирующее пиротехническое содержит установленные в цилиндрическом корпусе неподвижный изолятор с двумя парами неподвижных контактных элементов, выполненных в виде штырей, при этом первая пара неподвижных контактных элементов выполнена нормально разомкнутой, а вторая пара неподвижных контактных элементов электрически соединена между собой разрушаемым проводом, установленным поперек паза, выполненного на торце неподвижного изолятора, обращенном к подвижному изолятору, причем разрушаемый провод расположен перпендикулярно направлению движения подвижного изолятора, при этом нормально разомкнутые контактные элементы расположены по разные стороны паза, подвижный изолятор выполнен с ответным указанному пазу торцевым срезающим выступом и связан своим вторым торцом с пиротехническим приводом. Отличительные признаки заключаются в том, что в подвижном изоляторе выполнены два сквозных направляющих отверстия, расположенные по разные стороны срезающего выступа, в которых расположены концы соответствующих штырей первой пары неподвижных контактных элементов, а на втором торце подвижного изолятора со стороны пиротехнического привода в указанных направляющих отверстиях установлены соответствующие ответные подвижные контактные элементы, электрически соединенные между собой и выполненные с возможностью упругого охватывания после входа в них штырей первой пары неподвижных контактов.
Кроме того, ответные подвижные контактные элементы выполнены из упругого листового материала в виде тонкостенных цилиндров с продольным разрезом.
Кроме того, часть штыря первой пары неподвижного контактного элемента, обращенного в сторону подвижного контактного элемента, выполнена с занижением диаметра в виде проточки, соответствующей цилиндрической форме подвижного контактного элемента.
Изобретательский уровень состоит в решении противоречивой задачи, заключающейся в обеспечении замыкания нормально разомкнутых неподвижных контактных элементов, не увеличивая габаритов устройства, с одновременным повышением надежности его работы при высоких механических нагрузках. В предлагаемом решении эффективно использована площадь второго (тылового) торца подвижного изолятора, что является неординарным творческим шагом.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 показано устройство коммутирующее пиротехническое в исходном состоянии, общий вид.
На фиг.2 изображено устройство коммутирующее пиротехническое в исходном состоянии, в котором на свободных концах штырей выполнено занижение диаметра.
На фиг.3 показано состояние устройства после срабатывания пиротехнического привода.
На фиг.4 изображено сечение А-А, показанное на фиг.3.
На фиг.5 изображен продольный разрез сопряжения подвижного контактного элемента со штырем, имеющим занижение диаметра.
Устройство коммутирующее пиротехническое (фиг.1) содержит установленные в цилиндрическом корпусе 1 неподвижный изолятор 2 с двумя парами неподвижных контактных элементов, выполненных в виде штырей 3 и 4. Два штыря 4 выполнены нормально разомкнутыми в исходном состоянии. Два штыря 3 соединены между собой разрушаемым проводом 5, установленным поперек паза, выполненного, например, в форме цилиндрического отверстия 6 на торце неподвижного изолятора 2, обращенном к подвижному изолятору 8. Два нормально разомкнутых контактных элемента (штыри 4) расположены по разные стороны паза 6. Разрушаемый провод 5 расположен перпендикулярно направлению движения подвижного изолятора 8. Подвижный изолятор 8 выполнен с ответным пазу 6 торцевым срезающим выступом 9.
В подвижном изоляторе 8 по разные стороны торцевого срезающего выступа 9 выполнены два сквозных направляющих отверстия 10, в которых с одного торца размещены свободные концы нормально разомкнутых штырей 4. С другого торца, обращенного к пиротехническому толкателю 11, в сквозных направляющих отверстиях 10 расположены ответные подвижные контактные элементы 12, выполненные с возможностью упругого охватывания после входа в них штырей 4 неподвижных контактов. Оба ответных подвижных контактных элемента 12 электрически соединены между собой.
Подвижные контактные элементы 12 могут быть выполнены, например, из листового материала, обладающего упругими свойствами, в виде единой конструкции в форме тонкостенных цилиндров. Каждый цилиндр выполнен с продольным разрезом для повышения упругости. Внутренний диаметр цилиндра выбран с возможностью обеспечения натяга при входе в него свободного конца штыря 4.
Подвижный изолятор 8 в исходном состоянии удерживается от перемещения буртиком 13, размещенным между торцами двух неподвижных втулок 14 и 15.
На торце подвижного изолятора установлена прокладка 16, которая воспринимает ударную нагрузку от подвижной части 17 пиротехнического толкателя.
Прокладки 18 и 19, установленные над втулкой 15, обеспечивают после завальцовки корпуса 1 фиксацию элементов конструкции устройства. Свободное пространство в корпусе 1 со стороны его торцов заполнено герметиком 20.
Часть штыря 4 пары неподвижного контактного элемента, обращенного в сторону подвижного контактного элемента 12, может быть выполнена с занижением диаметра в виде проточки 21, соответствующей форме цилиндрического подвижного контактного элемента и обеспечивающей фиксацию подвижных контактных элементов в осевом направлении. Проточка 21 имеет выступы 22.
Работа устройства заключается в следующем. При задействовании пиротехнического привода 11 происходит перемещение его подвижной части 17 (фиг.3), которая через прокладку 16 передает усилие на подвижный изолятор 8, в результате чего происходит разрушение буртика 13. Подвижный изолятор 8 перемещается в осевом направлении и своим срезающим выступом 9 разрывает провод 5, тем самым размыкая нормально замкнутые контактные элементы (штыри 3). В то же время ответные, например цилиндрические, подвижные контактные элементы 12 надеваются с натягом на свободные концы штырей 4 и упруго охватывают их своей внутренней поверхностью (фиг.4), что увеличивает площадь электрического контакта.
Если на свободных концах штырей 4 выполнена проточка 21 (фиг.5), то она исключает возможность смещения подвижных контактных элементов в осевом направлении благодаря выступу 22.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает при минимальных габаритах надежный контакт коммутируемых электрических соединений при всех видах механических воздействий. Коммутация контактных элементов осуществляется по максимально возможной площади, что позволяет повысить допустимые токовые нагрузки в коммутируемом соединении без увеличения сечения проводников, а наличие проточки 21 на свободных концах штырей 4 позволяет дополнительно увеличить устойчивость коммутируемых соединений к механическим нагрузкам.