ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ
ELECTRIC SPARK IGNITER

Изобретение относится к электрическим средствам инициирования и может быть использовано в средствах воспламенения пороховых зарядов к боеприпасам, патронам стрелкового оружия, патронам малокалиберной артиллерии, взрывным боеприпасам, детонаторам, фейерверкам и в другой аналогичной технике.
Известны электровоспламенители (см. А.И.Лурье. Электрическое взрывание зарядов. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1963, с.8-19), содержащие корпус, электровводы, воспламенительный состав, мостик накаливания, прикрепленный к электровводам. Недостатком указанных устройств является слабая механическая прочность мест крепления мостика накаливания к электровводам, испытывающих нагрузку на разрыв или на срез при размещении воспламенительного состава в электровоспламенителе, в результате чего возможен обрыв мостика.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является электровоспламенитель по патенту ФРГ № DЕ 3613134, 22.10.1987, МПК-7 F42В 3/12, содержащий корпус, диэлектрическую колодочку с встроенными электровводами, воспламенительный состав, запрессованный в корпусе, мостик накаливания, прикрепленный к электровводам. Недостатками прототипа являются:
а) высокая вероятность разрушения соединений мостика накаливания с электровводами, так как указанные соединения при размещении воспламенительного состава в корпусе, например, методом прессования, окунания и др. испытывают нагрузку на разрыв или на срез. Это снижает технологичность электровоспламенителя и выход годных изделий при его изготовлении;
б) высокая взрывоопасность воспламенительного состава и его компонентов из-за высокой чувствительности к удару и трению, что снижает безопасность изготовления электровоспламенителя;
в) низкие показатели безопасного тока и минимального тока срабатывания, что снижает безопасность применения электровоспламенителя;
г) электровводы выполнены в виде тонких цилиндрических стержней, изготовление которых трудоемко и, следовательно, нетехнологично;
д) значительный отвод тепла через цилиндрические электровводы и диэлектрическую колодочку, которая контактирует с мостиком накаливания. Это приводит к увеличению времени срабатывания и потребляемой энергии, необходимой для срабатывания электровоспламенителя, что снижает эксплуатационные возможности электровоспламенителя;
е) мостик накаливания расположен на периферии воспламенительного состава, вследствие чего электровоспламенитель обладает резко выраженным осевым направленным действием, что снижает его эксплуатационные возможности, так как ухудшаются условия объемного воспламенения окружающих его пороховых и пиротехнических зарядов, происходит дробление этих зарядов в осевом направлении. При этом нарушаются рассчитанные параметры срабатывания зарядов, что приводит к нештатному режиму срабатывания объектов применения.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является:
- снижение вероятности разрушения соединений мостика накаливания с электровводами при размещении воспламенительного состава в электровоспламенителе;
- снижение чувствительности к механическим воздействиям;
- повышение показателей безопасного тока и минимального тока срабатывания;
- упрощение конструкции устройства;
- уменьшение отвода тепла от мостика накаливания;
- улучшение условий объемного воспламенения электровоспламенителя.
Технический результат:
- повышение технологичности и выхода годных при изготовлении электровоспламенителя;
- повышение безопасности электровоспламенителя при изготовлении и эксплуатации;
- повышение эксплуатационных возможностей электровоспламенителя.
Сущность изобретения заключается в следующем. Электровоспламенитель содержит корпус, диэлектрическую колодочку с встроенными электровводами, воспламенительный состав, мостик накаливания, расположенный в объеме воспламенительного состава, прикрепленный к электровводам. Отличительными признаками является то, что электровводы выполнены в виде тонких металлических лент, плоскость которых параллельна вектору силы, создающейся при прессовании воспламенительного состава, а мостик накаливания прикреплен к плоской части электровводов.
Кроме того, в электровоспламенителе мостик накаливания прикреплен к электровводам путем контактной микросварки.
Кроме того, в электровоспламенителе мостик накаливания прикреплен к электровводам с зазором 0,3-0,5 мм относительно поверхности диэлектрической колодочки.
Кроме того, мостик накаливания расположен в объеме воспламенительного состава следующей рецептуры, %:
Роданид свинца
40-60
Перхлорат калия
35-55
Хромат свинца
7-30
Полимерное связующее
1-2 сверх 100%
Кроме того, в качестве полимерного связующего могут быть использованы метилцеллюлоза, гуммиарабик, карбоксиметилцеллюлоза, шеллак, фенолформальдегидные смолы, синтетические и натуральные каучуки.
Кроме того, в электровоспламенителе электровводы выполнены в виде тонких металлических лент, ориентированных в одной плоскости.
Кроме того, в электровоспламенителе электровводы выполнены в виде тонких металлических лент толщиной 0,15-0,25 мм и шириной 0,5-0,7 мм.
Кроме того, в электровоспламенителе электровводы выполнены в виде тонких лент из мельхиора.
Изобретательский уровень предлагаемого решения состоит в разрешении технического противоречия между малым диаметром (9-30 мкм) мостика накаливания и необходимостью обеспечения прочного его соединения с электровводами. Благодаря отличительным признакам места соединения мостика накаливания с электровводами при размещении воспламенительного состава в электровоспламенителе испытывают нагрузку на сдвиг, а не на разрыв и не на срез, и, следовательно, вероятность их разрушения значительно уменьшается.
При этом одновременно достигаются следующие технические результаты:
- повышение технологичности и выхода годных при изготовлении электровоспламенителя, так как выполнение электровводов в виде тонких металлических лент более технологично, чем выполнение их в виде цилиндрических стержней;
- повышение безопасности электровоспламенителя при изготовлении и эксплуатации;
- повышение эксплуатационных возможностей электровоспламенителя, так как уменьшается отвод тепла от мостика накаливания через электровводы вследствие того, что они выполнены в виде тонких металлических лент.
На чертеже изображен вид предлагаемого электровоспламенителя.
В корпусе 1 установлена диэлектрическая колодочка 2 с встроенными электровводами 3, выполненными в виде тонких металлических лент. Мостик накаливания 4 прикреплен к плоским частям электровводов 3. Воспламенительный состав 5 размещен в корпусе 1, например, методом прессования.
Электровводы 3 выполнены в виде тонких металлических лент, плоскость которых параллельна вектору силы при размещении воспламенительного состава 5 в корпусе 1.
При этом соединения мостика накаливания 4 с электровводами 3 испытывают нагрузку на сдвиг, что менее критично, чем нагрузка на разрыв или на срез. Это повышает выход годных изделий при изготовлении. Выполнение электровводов 3 в виде тонких металлических лент более технологично. В то же время это способствует уменьшению отвода тепла от мостика накаливания 4, уменьшению потребляемой энергии и времени задействования воспламенительного состава, что повышает эксплуатационные возможности электровоспламенителя.
Мостик накаливания 4 может быть прикреплен к электровводам 3 путем контактной микросварки, что повышает технологичность изготовления электровоспламенителя.
Мостик накаливания 4 целесообразно прикреплять к электровводам 3 с зазором 0,3-0,5 мм относительно поверхности диэлектрической колодочки 2, что улучшает условия объемного воспламенения окружающих мостик 4 пороховых и пиротехнических зарядов и уменьшает отвод тепла от мостика накаливания 4.
Электровводы 3 могут быть выполнены в виде тонких металлических лент, ориентированных в одной плоскости, что способствует лучшему сохранению соединений мостика накаливаниям 4 с электровводами 3 от разрушения при размещении воспламенительного состава 5.
Предлагаемый воспламенительный состав 5, состоящий из, мас.%:
Роданид свинца
40-60
Перхлорат калия
35-55
Хромат свинца
7-30
Полимерное связующее
0,1-2 сверх 100%,
обеспечивает выполнение ряда сложных и порой противоречивых требований, предъявленных к электровоспламенителям.
В настоящее время для аналогичных электровоспламенителей (П.Ф.Бубнов, И.П.Сухов. Средства инициирования. Оборонгиз; 1945, 163 с., стр.139) используется состав, мас.%:
Бертолетова соль
49,5
Роданид свинца
49,5
Свинцовый сурик
1
Приготовление этого состава заключается в размельчении, сушке и смешивании вышеуказанных компонентов, помещении их в нитроцеллюлозный лак, который наносится на мостик электровоспламенителя.
Необходимо отметить, что стадии подготовки штатных исходных компонентов и особенно стадии их смешивания являются чрезвычайно взрывоопасными. Поэтому на заводах-изготовителях таких электровоспламенителей часто бывают взрывы с тяжелыми последствиями.
Другими недостатками вышеуказанного воспламенительного состава являются более низкие показатели безопасного тока и минимального тока срабатывания по сравнению с мировым уровнем требований к электровоспламенителям. Большим достоинством предлагаемого воспламенительного состава является то, что он значимо менее чувствителен к удару и трению, а также его применение позволило устранить вышеуказанные недостатки.
Производство нового состава проходит в водной среде в аппарате с мешалкой, и оно пожаровзрывобезопасно.
Для подтверждения преимуществ нового состава над штатным были проведены натурные сравнительные испытания. Результаты испытаний показали, что чувствительность известного состава к механическим воздействиям значительно выше, чем у предлагаемого состава. По безопасному току и минимальному току электровоспламенители с новым составом более надежны. Кроме этого, воспламенители с предложенным составом прошли полный цикл испытаний для фейерверков и показали более высокие по сравнению с известным воспламенительным составом результаты по всем основным показателям.
Предложенный состав был проверен при различных соотношениях компонентов, указанных в формуле изобретения. При соотношении компонентов состава в указанных в формуле изобретения интервалах состав является оптимальным по надежности и работоспособности, что проверено экспериментально.
Электровводы 3 могут быть выполнены в виде тонких металлических лент толщиной 0,15-0,25 мм и шириной 0,5-0,7 мм, что способствует оптимальному режиму работы электровоспламенителя.
Электровводы 3 могут быть выполнены в виде тонких лент из мельхиора.
Диэлектрическая колодочка 2 может быть выполнена из полиэтилена.
Предлагаемое устройство по сравнению с существующими решениями обладает более высоким выходом годных изделий при их изготовлении, меньшим потреблением энергии и более технологично. Оно обеспечивает повышение надежности срабатывания изделий, в которых оно применяется, и безопасность в производстве и при эксплуатации.
Таким образом, предлагаемый электровоспламенитель обоснован и отвечает современным повышенным требованиям.