Патент №2731008
Авторы изобретения: А. Ф. Вахненко
ПАКЕТ ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЕЙ И САЛЮТНЫЕ БАТАРЕИ С ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ИНИЦИАЦИЕЙ ВЫСТРЕЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ
Изобретение относится к электрическим средствам инициирования фейерверков (набор электровоспламенителей в пакет) и модульных салютных батарей на основе данного пакета электровоспламенителей и может быть использовано при проведении фейерверков и пиромузыкальных шоу-программ.
Из существующего уровня техники известен и наиболее распространен электровоспламенитель, который выполнен из небольшого (10×3 мм) кусочка двустороннефольгированного стеклотекстолита с мостиком накаливания между слоями фольги и нанесенным на мостик зарядом взрывчатого вещества (преимущественно на основе роданида свинца и перхлората калия или другие составы) и припаянным к нему двумя изолированными проводами (или другие близкие к этому конструкции: два электрода с мостиком накаливания между ними и нанесенным на него зарядом ВВ). Данные виды инициаторов просты и дешевы в производстве, отличаются достаточной степенью надежности при проведении фейерверков.
Недостатком данного технического решения является очень высокая трудоемкость при заряжании. Каждый электровоспламенитель в схеме фейерверка подсоединяется к двум клеммам пусковых колодок отдельно, что вызывает высокую длительность подготовки к работе. В пиромузыкальных шоу, принцип которых - инициация фейерверочных изделий в такт музыки и проводимых на программируемых компьютерных пультах, используется от нескольких сотен до нескольких тысяч (в особо крупных фейерверках - до нескольких десятков тысяч) зарядов и, соответственно, электровоспламенителей. Трудоемкость и длительность процесса заряжания значительно увеличивает стоимость фейерверка. Несколько тысяч проводов сильно затрудняет предпусковой контроль на пусковой площадке. Большая продолжительность работ на фейерверочной площадке приводит к длительному выгораживанию зоны безопасности (большая часть фейерверков проводятся в черте городов в местах скопления людей), создавая дополнительные неудобства при проведении праздничных мероприятий и для жителей города. Длительность процесса заряжания фейерверка приводит зачастую к тому, что фейерверочные изделия набираются на подставках и подключаются к пусковым колодкам в мастерских, и к месту проведения набранный фейерверк транспортируется в заряженном виде с разомкнутыми контактами электровоспламенителей, что противоречит правилам техники безопасности т.к. не обеспечивает защиты от статических и индукционных токов.
Из существующего уровня техники известны и широко распространены многозарядные салютные батареи различного типа - прямые и веерные (V, W, Z). Последовательность и скорострельность выстрелов в них определяется прошивкой стволов различными типами огнепроводного шнура. Недостатком данных салютных батарей является заданная скорострельность, имеющая к тому же довольно значительную погрешность (на крупных батареях - до нескольких секунд). При использовании таких батарей в пиромузыкальных фейерверках приходится подбирать их по скорострельности под музыку программы, но даже при идеальном подборе погрешность очень высока, установленные группой подобные изделия отрабатывают в произвольном, непрограммируемом порядке (управляемым является только первый выстрел), а при параллельном использовании двух и более одинаковых изделий погрешность вызывает несинхронную работу салютных батарей, что отрицательно сказывается на красочности фейерверка. Также большим недостатком таких изделий является то, что случае возникновения на фейерверочной площадке опасной ситуации прекратить работу инициированной батареи салютов уже невозможно.
В пиротехнике также широко распространены одиночные «выстрелы» (синглшоты), представляющие собой готовый выстрел: картонный ствол с вышибным зарядом и фейерверочным снарядом. Ряд моделей синглшотов снаряжается встроенным электровоспламенителем: безопасность хранения и транспортировки обеспечивается замыканием оголенных контактов электровоспламенителя простой скруткой. Недостатками синглшотов является необходимость закрепления и подключения каждого изделия отдельно (длительность и трудоемкость процесса). Еще одним существенным недостатком является недостаточная надежность защиты от статических и индукционных токов - скрутка проводов не является гарантированной защитой от таковых.
В целом, общим недостатком всех вышеперечисленных пиротехнических изделий является высокая трудоемкость при подготовке фейерверков, приводящая к длительной подготовке пиротехнических шоу-программ (до нескольких недель и даже месяцев); нарушениям техники безопасности при их подготовке, транспортировке и установке на площадке (сборка, хранение, транспортировка и установка на площадке в заряженном виде); длительность работ на фейерверочной площадке и напрямую связанное с этим длительное выгораживание зоны безопасности (большая часть фейерверков проводятся в черте городов в местах скопления людей); невозможность немедленного прекращения работы в случае инициирования многозарядных салютных батарей при возникновении опасной ситуации и т.д.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение трудоемкости и затрат времени при подключении фейерверочных изделий к пиротехническим пультам, а так же возможность безопасной сборки, хранения и транспортировки фейерверочных изделий от места сборки фейерверка к месту проведения фейерверка в заряженном виде с «холодным» подключением к пиротехническим пультам на месте проведения фейерверка.
Данная задача решается за счет того, что заявленная конструкция позволяет набирать электровоспламенители в пакеты, что упрощает и ускоряет процесс заряжания, подключения и предпускового контроля. Стандартные электровоспламенители (рис. 1.3, рис. 2.3) набираются в пакеты по 4, 8, 16 шт. (наиболее часто встречающаяся разрядность программируемых пультов - 16) или в требуемом количестве посредством пайки или контактной сварки к ламельным контактам карты для краевых разъемов и слотов (рис. 1.2, рис. 2.2). Собственно карта выполняется из хрупкого (ломкого) листового одно- или двустороннефольгированного диэлектрического материала (например, стеклопластика или гетинакса 1-1,5 мм толщиной). Для безопасного хранения, транспортировки и зарядки фейерверочных изделий в конструкции карты предусматривается защита от статических и индукционных токов, выполненная виде мостика короткого замыкания (рис. 1.5, рис. 2.5) между слоями фольги карты на отламываемой по линии перфорации (рис. 1. 6.) непосредственно перед подключением в схему фейерверка части карты («предохранитель», рис. 1.4, рис. 2,4). Все ламельные контакты «ножками», проходящими мимо отверстий перфорации, соединены с «предохранителем», образуя общий замкнутый между собой контур. Мостик замыкания, выполненный с помощью пайки или контактной микросварки, во много раз превышает надежность защиты от статических и индукционных токов, чем скрутка оголенных проводов. Как вариант, возможно выполнение предохранителя в виде съемного колпачка с металлической вкладкой, замыкающей все ламельные контакты карты между собой. Для закрепления проводов в месте пайки к ламельным контактам карты желателен фиксатор из диэлектрического пластика.
Конструкция активной части электровоспламенителя не изменяется. Это небольшой (3×10 мм) кусочек двустороннефольгированного стеклотекстолита, с одного торца которого к токопроводящим слоям посредством контактной микросварки прикреплены проволочные резисторы из нихрома, выполняющие функции мостика накаливания и размещенный на нихром заряд взрывчатого вещества (ВВ), и припаянные к токопроводящим слоям с другого торца от заряда изолированные провода необходимой длины или другие сходные конструкции.
Новым является набор электровоспламенителей в пакет на плоской карте с ламельными контактами для краевых разъемов и слотов и способ зашиты пакета воспламенителей от статических и индукционных токов с помощью отламываемой по линии перфорации замкнутой мостиком короткого замыкания части карты. На данный момент времени из уровня развития техники известно большое количество различных типов электрических разъемов, позволяющих набирать электровоспламенители в пакеты, однако более надежной защиты от статических и индукционных токов, чем пайка или контактная сварка мостика короткого замыкания и более простого и дешевого при производстве разъема при настоящем развитии техники нам неизвестно.
Для предотвращения путаницы при заряжании фейерверка нумерация электровоспламенителей в пакете может быть обозначена цветом проводов или наконечников (например, цвета радуги + черный или белый). Еще более удобно использовать в качестве проводов плоский многожильный кабель в ПВХ изоляции, что позволит отделять каждую пару проводов электровоспламенителя по мере заряжания. Использование плоских многожильных кабелей позволяет использовать для набора электровоспламенителей в пакет комбинированный разъем, представляющий собой комбинацию разъема ЮС (разъем, смещающий изоляцию) и описанную выше карту для краевых разъемов с ламельными контактами и предохранителем. Контакты разъема IDC (имеющие форму «ласточкин хвост»), прокалывая изоляцию провода, обеспечивают контакт с ним. При прокалывании провода происходит его деформация, обеспечивающая надежный контакт с низким сопротивлением.
Краевой разъем представляет из себя двухрядный щелевой разъем (8, 16, 32 или необходимое количество контактов), который подпаивается к кабелю пиротехнических пультов (например, SL-16, SL-20 и их аналоги). Набор параллельных слотов на одной пусковой колодке позволит варьировать в случае необходимости подключение фейерверочных изделий в нужном порядке или параллельно.
Описанный выше пакет электровоспламенителей в первую очередь удобно применять для объединения одиночных выстрелов (синглшотов), фонтанов, «вспышек» и т.д. в группы (модули) по 4, 8, 10 и т.д. выстрела (рис. 3, А, Б) и создание салютных батарей из двух и более таких модулей (рис. 3, В), а также комбинированных салютных батарей с послойной прошивкой стволов огнепроводными шнурами и инициацией каждого слоя от электровоспламенителя из пакета. Последовательность выстрелов и скорострельность таких модулей, салютных батарей и «линеек» веерных салютов будет задаваться командой с пиротехнических пультов. Такие салютные модули и батареи могут массово изготавливаться на пиротехнических заводах и являются готовыми к эксплуатации изделиями.
Такие батареи, с индивидуальной инициацией каждого выстрела, более надежно защищены от статических и индукционных токов, чем известные синглшоты с электровоспламенителями, позволяют быстро устанавливать изделия на месте проведения фейерверка, быстро подключаются в к пиротехническим пультам, позволяют задавать скорострельность изделия согласно программы фейерверка, кроме того, появляется возможность в любой момент прервать работу салютной батареи в случае опасной ситуации на фейерверочной площадке (что невозможно произвести в случае инициации салютных батарей с прошивкой огнепроводными шнурами).
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность производить заряжание любых фейерверочных изделий в мастерских или (в случае с салютными батареями с индивидуальной инициацией выстрелов) просто выбирать изделия с подходящими эффектами к программе фейерверка, их безопасную транспортировку к месту проведения фейерверка. На пусковой площадке фейерверочные изделия устанавливаются и закрепляются согласно схемы фейерверка, предохранительные пластины пакетов электровоспламенителей отламываются по линии перфорации и подключаются к пультам через соответствующие краевые разъемы или слоты шлейфов (рис. 4). Безопасность при хранении и транспортировке обеспечивается надежностью защиты от статических и индукционных токов мостиком короткого замыкания контактов на предохранительной пластине, а подключение пакетами во много раз снижает трудоемкость и время подготовки фейерверка на пусковой площадке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
рис. 1 - пакет из восьми электровоспламенителей, где: 1 - карта с ламельными контактами; 2 - ламельные контакты; 3 - электровоспламенитель; 4 - предохранитель; 5 - мостик короткого замыкания между слоями фольги; 6 - линия перфорации.
рис. 2 - активированный пакет электровоспламенителей с отломанным по линии перфорации предохранителем, где: 1 - карта с ламельными контактами; 2 - ламельные контакты; 3 - электровоспламенитель; 4 - предохранитель; 5 - мостик короткого замыкания.
рис. 3 - модули из одиночных выстрелов («синглшотов») на основе пакета электровоспламенителей (А, Б), прямая батарея салютов из двух модулей (В); комбинированная веерная салютная батарея с инициацией от пакета электровоспламенителей каждой линии (слоя) отдельно (Г).
рис. 4 - схема подключения модулей и салютных батарей в схему фейерверка.
