ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTRIC IGNITER

Изобретение относится к области электрических средств инициирования и может быть применено при разработке конструкций пиропатронов, предназначенных для использования, например, в системах вскрытия, отделения, отцепления и т.д.
Одной из актуальных задач в рассматриваемой области техники является обеспечение надежной работоспособности электровоспламенительных устройств.
Известно электровоспламенительное устройство (ЭУ) (описание к патенту RU 2150671, опубликовано 10.06.2000), включающее корпус, в котором установлена колодочка с двумя выводами, мостик накаливания, колпачок с воспламенительной навеской и основной заряд. Мостик накаливания выполнен в виде, по меньшей мере, четырех параллельно включенных проволочек. Усилие запрессовки воспламенительного заряда составляет 0,9 от усилия запрессовки воспламенительной навески. Недостатком данного устройства является сложность изготовления.
Известно другое ЭУ (описание к патенту RU 2196292, опубликовано 10.01.2003), выбранное в качестве прототипа и включающее прочный корпус, внутри которого размещены пластмассовая насадка и металлическая колодочка с электрическими выводами и мостиком накаливания. В насадке сформирована полость для размещения воспламенительной навески и основного заряда, при этом в зоне размещения навески диаметр полости меньше, чем в зоне размещения заряда. Насадка состыкована с металлической колодочкой с отверстиями, через которые пропущены электрические выводы, отделенные от колодочки стеклянными изоляторами. Для прочности соединения колодочки и насадки в колодочке выполнен кольцевой паз с прорезями. Насадка охватывает этот участок, тем самым достигается их оптимальное соединение, а в совокупности с изоляцией выводов предотвращается несанкционированный выход газов с этого торца. На другом торце выполнено ослабленное сечение (утонение) для принудительного вскрытия корпуса давлением газов, образующихся при горении основного заряда. Через это отверстие горячие газы и частицы выходят за пределы корпуса, воспламеняя какой-либо заряд. Недостатком данной конструкции является возможность отказа в работе, связанная с тем, что воспламенительная навеска и основной заряд не отделены друг от друга и при вибрационных нагрузках, ударе, падении и т.д., которые могут быть при эксплуатации, например, при транспортировке изделия, составы могут перемешиваться, а поскольку они имеют разный состав и структуру, надежность срабатывания снижается. Следует также отметить, что выполнение в корпусе проточки для ослабленного сечения нетехнологично и может, при неточной выдержке размеров, привести к отказу срабатывания устройства.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности функционирования. Дополнительным техническим результатом, который может быть достигнут при использовании изобретения, является повышение технологичности изготовления.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в электровоспламенительном устройстве, включающем корпус с ослабленным сечением в торце для выхода газа, колодочку с двумя электрическими выводами и мостиком накаливания, герметично заделанную с другого торца заливочной массой, воспламенительную навеску и основной заряд, корпус выполняют двухслойным, внутренний слой тоньше наружного и выполнен из менее прочного материала, при этом ослабленное сечение в торце сформировано тем, что в наружном слое выполнено сквозное отверстие либо одного диаметра, либо ступенчатое с расположением меньшего диаметра со стороны выхода, причем основной заряд отделен от воспламенительной навески металлическим колпачком, высота h которого выбрана не превышающей величину расстояния H от торца металлического колпачка до либо сквозного отверстия, при выполнении его одним диаметром, либо до отверстия меньшего диаметра d, в случае выполнения его ступенчатым, а больший диаметр ступенчатого отверстия D выбран величиной не менее диаметра металлического колпачка.
Выполнение корпуса двухслойным и дна со сквозным отверстием в наружном слое повышает технологичность изготовления по сравнению с утонением донышка корпуса в прототипе и позволяет разные слои выполнять из разных материалов и разной толщины для упрощения операций по формированию ослабленного сечения при сохранении прочности корпуса.
Выполнение внутреннего слоя тоньше наружного, из менее прочного материала и формирование в нем ослабленного сечения в виде сквозного отверстия обеспечивает надежность функционирования устройства за счет надежного разрушения тонкого слоя выходящим газовым потоком и создания стабильного воспламенительного импульса.
Отделение основного заряда от воспламенительной навески колпачком позволяет использовать составы разных структур и плотностей и обеспечивает неперемешивание составов при эксплуатации. При использовании различных составов можно подобрать наиболее эффективные для обеспечения надежной работы.
Выполнение сквозного отверстия ступенчатым с величиной большего диаметра не менее диаметра колпачка и выбор высоты колпачка не более величины расстояния от его торца до либо сквозного отверстия, либо до отверстия меньшего диаметра, позволяет перемещаться колпачку беспрепятственно на требуемое расстояние, если высота основного заряда меньше высоты колпачка. Высота основного заряда влияет на формирование воспламенительного импульса и при определенных требуемых условиях его высота может быть меньше высоты колпачка и для получения стабильного воспламенительного импульса колпачок, перемещаясь в основном заряде, должен переместиться приблизительно на свою высоту.
На фиг.1 схематично изображено заявляемое электровоспламенительное устройство, в корпусе которого выполнено сквозное отверстие одного диаметра. На фиг.2 - то же самое, только со ступенчатым отверстием, где 1 - двухслойный корпус, 2 - колодочка, 3 - выводы, 4 - мостик, 5 - насадка, 6 - воспламенительная навеска, 7 - основной заряд, 8 - колпачок, 9 - клеевая заливка, 10 - поджимающая втулка, 11 - заливка компаундом.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить эдектровоспламенительное устройство, корпус которого выполнен двухслойным в виде стакана с ослабленным сечением в торце, наружный слой - стальной, толщиной не менее 2 мм, а внутренний - алюминиевый, толщиной 0,3 мм. Слои между собой склеены. Ослабленное сечение сформировано тем, что в наружном слое выполнено центральное сквозное отверстие либо диаметром 3 мм, либо ступенчатой формы, при этом большее отверстие имеет диаметр ≈ 3,8 мм и высоту ≈ 1,2 мм, меньшее отверстие - диаметр; ≈ 2 мм. Внутри корпуса установлена насадка из пресс-материала, формирующая полости под основной заряд и воспламенительную навеску, которая контактирует с нихромовым проволочным мостиком накаливания, припаянным к двум выводам, запрессованным в колодочку из пресс-материала. Воспламенительная навеска выполнена из состава, защищеного патентом RU 2240994, опубликованным 27.05.2004, и отделена от основного заряда никелевым колпачком. Колпачок выполнен чашеобразной формы диаметром 3,6 мм и высотой h=1,5 мм (см. фиг 1,2). Расстояние от торца колпачка до сквозного отверстия, выполненного диаметром 3 мм, составляет H=2,5 мм (см. фиг.1), а до отверстия диаметром ≈2 мм составляет H=1,7 мм (см. фиг.2), что больше высоты колпачка h. Электрические выводы выполнены из эмалированного провода ПЭВ-2-0,5 ГОСТ 7262-78, при этом внутренний слой со стороны выводов завальцован и полость между колодочкой и им залита клеем. Со стороны выводов на стенках наружного слоя выполнена внутренняя резьба для установки поджимающей втулки и торец залит компаундом.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
При подаче электрического тока на выводы 3 колодочки 2 происходит разогрев мостика накаливания 4 и воспламенение навески 6, продукты сгорания которой перемещают колпачок 8 либо в основной заряд 7, высота которого позволяет переместиться колпачку 8 на величину, достаточную для образования необходимых зазоров для надежного инициирования основного заряда 7, либо в основной заряд 7 и ступенчатое отверстие за счет деформации внутреннего слоя корпуса 1 в ступенчатое отверстие большего диаметра. При достижении определенного давления газообразных продуктов сгорания заряда 7 происходит разрушение внутреннего слоя корпуса 1 в зоне отверстия наружного слоя и формирование требуемого выходного импульса (давление газового потока или воспламенительный импульс). При этом со стороны выводов 3 завальцовка внутреннего слоя корпуса 1, клеевая заливка 9, поджимающая втулка 10 и заливка компаундом 11 исключают возможность прорыва газов.
Таким образом, исходя из вышеизложенного, можно констатировать, что поставленная задача повышения надежности функционирования электровоспламенительного устройства может быть реализована с помощью заявляемого устройства путем оптимизации конструкции при упрощении технологии изготовления.