RU2846202C1

RU2846202C1 - Smoke device

Info

Publication number: RU2846202C1
Application number: RU2024133456A
Authority: RU
Inventors: Алексей Андреевич Попов; Константин Михайлович Судаков; Виталий Борисович Киселёв; Галина Владимировна Канатчикова; Мария Вячеславовна Захарычева; Алёна Алексеевна Калмыкова; Андрей Анатольевич Сорокин
Filing date: 2024-11-08
Publication date: 2025-09-01

Abstract

FIELD: blasting cartridges.

SUBSTANCE: invention relates to training devices for conducting military-sports games and reconstruction of historical events, namely to a smoke device, which contains a case equipped with an external initiation electric igniter, placed in a damping chamber made under the functional equipment in the form of channel pyrotechnic cartridges, which are provided with reinforcing ply of incendiary pyrotechnic composition arranged in lengthwise manner under free volume of the case confined by diaphragm with calibrated outlet. Characteristic feature is that free volume of case is limited by two metal wire grids, distance between which is not less than 1/4 of case diameter, and the internal volume of the device is insulated from atmospheric moisture with a metal foil, hermetically fixed to the end surface of the diaphragm, having an opening for the aerosol outlet, by means of a compound.

EFFECT: broader functional capabilities and high reliability during initiation and fire safety during operation of the smoke device.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а более конкретно к учебно-тренировочным устройствам, создающим плотные оптические аэрозольные завесы на местности с применением дыма, а также при проведении театрализованных представлений, демонстрационных показов и исторических реконструкций.The invention relates to means for creating smoke screens, and more specifically to training devices that create dense optical aerosol screens on the ground using smoke, as well as during theatrical performances, demonstration shows and historical reconstructions.

Уровень данной области техники характеризует генератор огнетушащего аэрозоля, описанный в патенте RU 2205671 C1, А62С 3/02 от 03.04.2002 г., относящийся к области пожаротушения и содержащий помещенную коаксиально в цилиндрическом корпусе через теплоизолированную прослойку строительного гипса (отверждающегося материала) пиротехническую шашку торцевого горения, на боковой поверхности которой равно распределены выходные отверстия.The level of this field of technology is characterized by a fire extinguishing aerosol generator described in patent RU 2205671 C1, A62C 3/02 dated 03.04.2002, related to the field of fire extinguishing and containing a pyrotechnic end-burning charge placed coaxially in a cylindrical body through a heat-insulated layer of building plaster (hardening material), on the side surface of which outlet openings are equally distributed.

Над функциональной шашкой, через объем камеры сгорания, размещен блок охлаждения в форме газопроницаемого фильтрующего слоя, в котором закреплена центральная огнепередаточная трубка, несущая воспламенитель.Above the functional checker, through the volume of the combustion chamber, a cooling unit is placed in the form of a gas-permeable filter layer, in which a central flame-transfer tube carrying an igniter is fixed.

Осевой воспламенитель по устройствам шлейфов электрически связан с внешним пусковым устройством.The axial igniter is electrically connected to an external starting device via loop devices.

Блок охлаждения примыкает к ресиверу, перекрытому сверху сгорающей алюминиевой мембраной, которая в служебном обращении и хранении генератора предотвращает доступ кислорода воздуха к пиротехническому составу шашки и воспламенителю.The cooling unit is adjacent to the receiver, covered from above by a combustible aluminum membrane, which during service handling and storage of the generator prevents the access of atmospheric oxygen to the pyrotechnic composition of the checker and the igniter.

В известном генераторе аэрозоля происходит эффективное охлаждение генерируемого аэрозоля, который распределенными струйными потоками из боковых отверстий выпуклой крышки распространяется горизонтально окрест, формируя сплошное облако.In the known aerosol generator, effective cooling of the generated aerosol occurs, which is distributed horizontally around the surrounding area in distributed jet streams from the side openings of the convex cover, forming a continuous cloud.

Недостатком описанного генератора аэрозоля является конструктивное удаленное расположение воспламенителя от пиротехнической шашки, с учетом свободного объема камеры сгорания, вынуждает применять в качестве воспламенителя мощное пиропороховое устройство для формирования высокотемпературного форса пламени, что небезопасно.The disadvantage of the described aerosol generator is the structurally remote location of the igniter from the pyrotechnic charge, taking into account the free volume of the combustion chamber, which forces the use of a powerful pyrotechnic powder device as an igniter to form a high-temperature flame thrust, which is unsafe.

Кроме того, из-за вынужденного размещения в генераторе над функциональной шашкой объемных блока охлаждения и ресивера его полезное снаряжение заметно уменьшено, что соответственно снижает выход дыма.In addition, due to the forced placement of the cooling block and receiver in the generator above the functional smoke block, its useful equipment is noticeably reduced, which accordingly reduces the smoke output.

Отмеченные недостатки устранены в более совершенном дымовом патроне по патенту RU 2548312 C1, F42B12/48 от 07.07.2014 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран в качестве прототипа.The noted shortcomings have been eliminated in a more advanced smoke cartridge according to patent RU 2548312 C1, F42B12/48 dated 07.07.2014, which, based on the number of matching features and technical essence, was selected as a prototype.

Известный дымовой патрон, содержащий гильзу с электровоспламенителем, функциональное снаряжение в форме канальных пиротехнических шашек, установленных продольно под свободным объемом гильзы, ограниченным диафрагмой с калиброванным выходным отверстием, обеспечивающим степень диафрагмирования поверхности горения в диапазоне 5-50.A known smoke cartridge containing a cartridge case with an electric igniter, functional equipment in the form of channel pyrotechnic checkers installed longitudinally under the free volume of the cartridge case, limited by a diaphragm with a calibrated outlet opening, providing a degree of diaphragming of the combustion surface in the range of 5-50.

Согласно изобретению, диафрагма установлена над свободным объемом гильзы, формируя ресивер, а элетровоспламенитель размещен в камере демпфирования, выполненной под функциональным снаряжением, канальные пиротехнические шашки которого с обоих торцов оснащены воспламенительными прослойками и расположены с гарантированным зазором между ними, при этом объем ресивера составляет 0,3-0,5 объема функционального снаряжения.According to the invention, the diaphragm is installed above the free volume of the cartridge case, forming a receiver, and the electric igniter is placed in a damping chamber made under the functional equipment, the channel pyrotechnic charges of which are equipped with igniter layers at both ends and are located with a guaranteed gap between them, while the volume of the receiver is 0.3-0.5 of the volume of the functional equipment.

Особенностью известного дымового патрона является то, что диафрагма установлена над свободным объемом гильзы, тем самым формируя газообразные горячие продукты горения снаряжения с сопутствующим подъемом давления, в результате чего происходит полная возгонка красителя для получения максимальной насыщенности дыма характерной окраски.The peculiarity of the known smoke cartridge is that the diaphragm is installed above the free volume of the cartridge case, thereby forming gaseous hot products of combustion of the ammunition with an accompanying increase in pressure, as a result of which the dye is completely sublimated to obtain the maximum saturation of the smoke of the characteristic color.

Камера демпфирования воспламенительного импульса при срабатывании штатного электровоспламенителя предотвращает нарушение заданного режима функционирования патрона, исключив пиковые механические нагрузки на пиротехническое снаряжение, дестабилизирующие горение канальных шашек по всей поверхности.The ignition pulse damping chamber prevents the specified operating mode of the cartridge from being disrupted when the standard electric igniter is triggered, eliminating peak mechanical loads on the pyrotechnic equipment, which destabilize the combustion of channel charges over the entire surface.

Установка электровоспламенителя в камере демпфирования, которая выполняет функции форкамеры, исключает при его инициировании прямое действие резкого скачка давления температуры на пиротехническое снаряжение патрона, обеспечив стабильное воспламенение распределенным тепловым потоком его канальных шашек по всей развитой поверхности, что повысило удельный выход дыма.The installation of an electric igniter in the damping chamber, which functions as a pre-chamber, eliminates the direct effect of a sharp jump in temperature pressure on the pyrotechnic equipment of the cartridge during its initiation, ensuring stable ignition by a distributed heat flow of its channel checkers over the entire developed surface, which increased the specific smoke output.

Воспламенительные прослойки, размещенные по торцам автономно расположенных пиротехнических шашек (с гарантированным зазором между ними), создают встречное их горение, кратно увеличив активную поверхность и объем генерируемого дыма и равномерный его расход, стабилизировав воспламенение и горение пиротехнического снаряжения, что направлено на формирование насыщенного цветом дымового сигнала, хорошо различимого и видимого.Igniter layers placed at the ends of autonomously located pyrotechnic checkers (with a guaranteed gap between them) create their counter combustion, multiplying the active surface and volume of generated smoke and its uniform consumption, stabilizing the ignition and combustion of pyrotechnic equipment, which is aimed at forming a color-saturated smoke signal, clearly distinguishable and visible.

Выбранное соотношение объемов ресивера и функционального снаряжения в диапазоне 0,3-0,5 обеспечивает завершение конденсации паров красителя, насыщающего генерируемый дым, внутри аэродисперсного образования перед его выходом из патрона в виде цветного дыма с равномерным его расходом.The selected ratio of the volumes of the receiver and functional equipment in the range of 0.3-0.5 ensures the completion of the condensation of the dye vapors saturating the generated smoke inside the aerodispersed formation before it exits the cartridge in the form of colored smoke with uniform consumption.

Продолжением достоинств известного дымового патрона являются присущие недостатки, в частности, соотношение объемов ресивера и функционального снаряжения в диапазоне 0,3-0,5 существенно снижает массу аэрозолеобразующего состава, что соответственно уменьшает массовый расход аэрозоля и как следствие образующийся аэрозоль обладает низкой эффективностью.The advantages of the well-known smoke cartridge are followed by its inherent disadvantages, in particular, the ratio of the volumes of the receiver and functional equipment in the range of 0.3-0.5 significantly reduces the mass of the aerosol-forming composition, which accordingly reduces the mass flow rate of the aerosol and, as a result, the resulting aerosol has low efficiency.

Воспламенительные прослойки, размещенные по торцам пиротехнических шашек, при инициировании дымового патрона создают поток высокотемпературных продуктов горения, истекающий через выходное отверстие в виде искр и пламени, что может привести к возгоранию на объектах размещения дымового патрона.Igniter layers placed at the ends of pyrotechnic checkers, when initiating a smoke cartridge, create a flow of high-temperature combustion products flowing out through the outlet in the form of sparks and flames, which can lead to a fire at the objects where the smoke cartridge is located.

Отсутствие герметичной защиты функционального снаряжения от влажных условий окружающей среды снижает надежность срабатывания патрона при его длительном хранении.The lack of hermetically sealed protection of the functional equipment from humid environmental conditions reduces the reliability of the cartridge during its long-term storage.

Размещение электровоспламенителя в камере демпфирования, направленного соосно выходному отверстию может привести к отказам воспламенения пиротехнических шашек, так как направленная струя продуктов сгорания проходит по касательной внутреннего диаметра шашек и основная часть горящих частиц выходит напрямую через отверстие в диафрагме. Таким образом, надежность срабатывания известного дымового патрона, особенно при отрицательных температурах окружающей среды является относительно невысокой.Placing an electric igniter in a damping chamber directed coaxially to the outlet opening can lead to failures of ignition of pyrotechnic pellets, since the directed stream of combustion products passes tangentially to the inner diameter of the pellets and the main part of the burning particles comes out directly through the opening in the diaphragm. Thus, the reliability of the known smoke cartridge, especially at negative ambient temperatures, is relatively low.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных возможностей и повышение показателей надежности при инициировании и пожарной безопасности при эксплуатации дымового устройства.The task that the present invention is aimed at solving is to expand the functional capabilities and improve the reliability indicators during initiation and fire safety during operation of the smoke device.

Требуемый технический результат достигается тем, что в дымовом устройстве, содержащем гильзу, оснащенную электровоспламенителем внешнего инициирования, размещенным в камере демпфирования, выполненной под функциональным снаряжением в форме канальных пиротехнических шашек, оснащенных усилительным слоем из воспламенительного пиротехнического состава, установленных продольно под свободным объемом гильзы, ограниченным диафрагмой с калиброванным выходным отверстием, согласно изобретению свободный объем гильзы ограничен двумя металлическими проволочными сетками, расстояние между которыми составляет не менее ¹/₄ диаметра гильзы, а внутренний объем устройства изолирован от атмосферной влаги металлической фольгой, герметично закрепленной к торцевой поверхности диафрагмы, имеющей отверстие для выхода аэрозоля, посредством компаунда.The required technical result is achieved in that in a smoke device containing a cartridge equipped with an external initiation electric igniter placed in a damping chamber made under a functional load in the form of channel pyrotechnic pellets equipped with a reinforcing layer of igniting pyrotechnic composition, installed longitudinally under the free volume of the cartridge limited by a diaphragm with a calibrated outlet, according to the invention, the free volume of the cartridge is limited by two metal wire meshes, the distance between which is not less than ^1/4 of the diameter of the _cartridge , and the internal volume of the device is insulated from atmospheric moisture by a metal foil hermetically secured to the end surface of the diaphragm, having an opening for the outlet of the aerosol, by means of a compound.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили повышение показателей надежности и пожарной безопасности при инициировании дымового устройства.The distinctive features of the proposed technical solution ensured an increase in reliability and fire safety indicators when initiating a smoke device.

Дымовое устройство по изобретению характеризуется простой конструкцией, надежной при эксплуатации по назначению.The smoke device according to the invention is characterized by a simple design, reliable when used for its intended purpose.

Наличие металлических проволочных сеток, огранивающих с двух сторон свободный объем дымового устройства, исключает вылет высокотемпературных продуктов горения, следовательно, на выходе из устройства отсутствуют форс пламени и искрение, что гарантировано повышает пожарную безопасность при эксплуатации дымового устройства.The presence of metal wire meshes, limiting the free volume of the smoke device on both sides, eliminates the escape of high-temperature combustion products, therefore, there is no flame thrust or sparking at the exit from the device, which is guaranteed to increase fire safety during operation of the smoke device.

Кроме того, при срабатывании электровоспламенителя, поток горящих частиц, продвигаясь по каналу пиротехнических шашек, отражается от сложной поверхности металлической сетки и увеличивает степень воздействия продуктов горения, обеспечивая надежное воспламенение пиротехнического состава.In addition, when the electric igniter is triggered, the flow of burning particles, moving along the channel of the pyrotechnic checkers, is reflected from the complex surface of the metal mesh and increases the degree of impact of combustion products, ensuring reliable ignition of the pyrotechnic composition.

Пространство между металлическими сетками, образованное расстоянием равным ¹/₄ диаметра гильзы выполняет роль камеры смешения аэрозоля, где завершаются процессы пламягашения.The space between the metal meshes, formed by a distance equal to ^1/4 _of the diameter of the sleeve, acts as an aerosol mixing chamber, where flame extinguishing processes are completed.

Уменьшение объема ресивера позволяет заметно увеличить полезное снаряжение, что положительно влияет на выходные характеристики, не выходя за габаритные размеры.Reducing the volume of the receiver allows for a significant increase in useful equipment, which has a positive effect on the output characteristics, without going beyond the overall dimensions.

Использование металлической сетки позволяет увеличить степень диафрагмирования, тем самым повысив давление в корпусе гильзы, что приведет к увеличенному расходу аэрозоля и как следствие дополнительному насыщению аэрозольного облака.The use of a metal mesh allows for an increase in the degree of diaphragm, thereby increasing the pressure in the sleeve body, which will lead to increased aerosol consumption and, as a consequence, additional saturation of the aerosol cloud.

Гидроизоляция внутреннего объема дымового устройства обеспечена за счет металлической фольги, закрепленной к торцевой поверхности диафрагмы, имеющей отверстие для выхода аэрозоля, посредством компаунда и гарантировано обеспечивает работоспособное состояние функционального снаряжения в течение длительного времени хранения дымового устройства независимо от атмосферных условий.Waterproofing of the internal volume of the smoke device is provided by means of metal foil, fixed to the end surface of the diaphragm, which has an opening for the aerosol outlet, by means of a compound and is guaranteed to ensure the working condition of the functional equipment during the long storage period of the smoke device, regardless of atmospheric conditions.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Consequently, each essential feature is necessary, and their totality in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in features in isolation, that is, the technical problem posed in the invention is solved not by the sum of effects, but by a new super-effect of the sum of features.

Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.A comparison of the proposed technical solution with the closest analogues of the state of the art did not reveal an identical match of the set of essential features of the invention.

Предложенные отличия дымового устройства не являются очевидными для специалиста по пиротехнике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.The proposed differences in the smoke device are not obvious to a pyrotechnics specialist and do not directly follow from the formulation of the technical problem.

Изготовление предложенного дымового устройства возможно осуществлять серийно на действующем пиротехническом производстве, для оснащения заказчиков.The proposed smoke device can be manufactured in series at an existing pyrotechnic production facility to equip customers.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.From the above, we can conclude that the invention meets the conditions of patentability.

Сущность предложенной конструкции поясняется чертежом (фиг. 1), который имеет чисто иллюстративное значение и не ограничивает объем притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертеже изображено предложенное дымовое устройство.The essence of the proposed design is explained by the drawing (Fig. 1), which has a purely illustrative meaning and does not limit the scope of claims of the set of essential features of the formula. The drawing shows the proposed smoke device.

Дымовое устройство содержит тонкостенную алюминиевую гильзу (1), в которой последовательно продольно установлены канальные пиротехнические шашки (2) функционального снаряжения.The smoke device contains a thin-walled aluminum sleeve (1), in which channel pyrotechnic pellets (2) of functional equipment are installed sequentially longitudinally.

К каждому торцу шашек (2) подпрессован усилительный слой (3) из чувствительного к тепловому импульсу воспламенительного пиротехнического состава.A reinforcing layer (3) of a heat-pulse-sensitive pyrotechnic igniter composition is pressed onto each end of the checkers (2).

Канальные шашки (2) функционального снаряжения смонтированы с гарантированным зазором между собой за счет разделяющих торцевых прокладок (4), выполненных из картона.The channel blocks (2) of the functional equipment are mounted with a guaranteed gap between them due to the separating end gaskets (4) made of cardboard.

В донном фланце гильзы (1) через обтюрирующую прокладку (5) из картона и несущий слой (6) компаунда установлен электровоспламенитель (7), расположенный в камере демпфирования, которая сформирована посредством обечайки (8) под пиротехническими шашками (2) функционального снаряжения.In the bottom flange of the cartridge case (1), through a sealing gasket (5) made of cardboard and a supporting layer (6) of compound, an electric igniter (7) is installed, located in a damping chamber, which is formed by means of a shell (8) under the pyrotechnic charges (2) of the functional equipment.

Диафрагма (9) с калиброванным выходным отверстием установлена на верхнем торце гильзы (1) и завальцована ее открытым торцом.The diaphragm (9) with a calibrated outlet is installed on the upper end of the sleeve (1) and is crimped with its open end.

Особенностью предложенного устройства является то, что диафрагма (9) через амортизирующие прокладки (10) из картона и металлическую проволочную сетку (11) из стали опирается на обечайку (12).The peculiarity of the proposed device is that the diaphragm (9) rests on the shell (12) through shock-absorbing pads (10) made of cardboard and a metal wire mesh (11) made of steel.

Металлическая проволочная сетка (13) из стали установлена между торцевой прокладкой (4) и обечайкой (12), которая совместно с дымовыходным отверстием формообразует над функциональным снаряжением дымового устройства ресивер (14).A metal wire mesh (13) made of steel is installed between the end gasket (4) and the shell (12), which, together with the smoke outlet opening, forms the receiver (14) above the functional equipment of the smoke device.

Внутренний объем устройства изолирован от атмосферной влаги за счет металлической фольги (15), закрепленной к торцевой поверхности диафрагмы, имеющей отверстие для выхода аэрозоля, посредством компаунда.The internal volume of the device is isolated from atmospheric moisture by means of a metal foil (15) secured to the end surface of the diaphragm, which has an opening for the aerosol outlet, by means of a compound.

Функционирует дымовое устройство следующим образом.The smoke device functions as follows.

При автоматическом инициировании электровоспламенителя (6) от сработавшего внешнего источника питания формируется направленный огневой форс, который распространяется по осевому каналу пиротехнических шашек (2) инициируя их горение и отражается от поверхности проволочной металлической сетки (13).When the electric igniter (6) is automatically initiated by an external power source, a directed fire force is formed, which spreads along the axial channel of the pyrotechnic charges (2), initiating their combustion and is reflected from the surface of the wire metal mesh (13).

Горячие газообразные продукты горения заполняют радиальные зазоры между торцами пиротехнических шашек (2), при этом чувствительные к тепловому импульсу усиленные прослойки (3) воспламеняются и поджигают с обоих торцов шашки (2), обеспечивая интенсивное дымообразование.Hot gaseous combustion products fill the radial gaps between the ends of the pyrotechnic charges (2), while the heat-pulse-sensitive reinforced layers (3) ignite and set fire to both ends of the charge (2), ensuring intense smoke formation.

Генерируемый аэрозоль, преодолевая газодинамическое сопротивление проволочной металлической сетки (13) заполняет ресивер, где газоаэрозольные продукты перемешиваются и накапливаются.The generated aerosol, overcoming the gas-dynamic resistance of the wire metal mesh (13), fills the receiver, where the gas-aerosol products are mixed and accumulated.

Далее под давлением продукты аэрозолеобразования проходят через проволочную металлическую сетку (11), очищаясь от несгоревших крупных частиц и через выходное отверстие диафрагмы (9) расширяющейся высокоскоростной струей выбрасываются в защищаемый объем.Next, under pressure, the aerosol formation products pass through a wire metal mesh (11), being cleaned of unburned large particles, and through the outlet of the diaphragm (9) are ejected into the protected volume in an expanding high-speed jet.

Проведенный сопоставительный анализ предложенной конструкции дымового устройства с выявленными аналогами уровня техники, из которой изобретение явным образом следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления дымового устройства на действующем производстве можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed design of the smoke device with the identified analogues of the state of the art, from which the invention clearly follows for a pyrotechnics specialist, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of the smoke device at an existing production facility, it is possible to conclude that it complies with the conditions of patentability.

Испытания опытных образцов предложенного устройства показали высокую надежность инициирования функционального снаряжения и стабильное генерирование однородной оптически плотной дымовой завесы при отсутствии сопутствующего пламени и искрения, в диапазоне температур от минус 50 до плюс 50°С.Tests of prototypes of the proposed device have shown high reliability of the initiation of functional equipment and stable generation of a homogeneous optically dense smoke screen in the absence of accompanying flame and sparking, in the temperature range from minus 50 to plus 50°C.

Claims

A smoke device comprising a cartridge equipped with an external initiation electric igniter placed in a damping chamber made under a functional load in the form of channel pyrotechnic pellets equipped with a reinforcing layer of igniting pyrotechnic composition installed longitudinally under the free volume of the cartridge limited by a diaphragm with an opening, characterized in that the free volume of the cartridge is limited by two metal wire meshes, the distance between which is not less than 1/4 of the diameter of the cartridge, and the internal volume of the device is insulated from atmospheric moisture by metal foil hermetically secured to the end surface of the diaphragm with an opening by means of a compound.