ES2770853T3

ES2770853T3 - Non-pyrotechnic ignitor

Info

Publication number: ES2770853T3
Application number: ES16777673T
Authority: ES
Inventors: Laurence Lemarie; Philippe Leclercq; Jean-Pierre Faucher
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2036-10-05
Also published as: EP3359907B1; FR3042032B1; WO2017060262A1; EP3359907A1; FR3042032A1

Abstract

Inflamador destructible, caracterizado por que comprende: - un tubo abierto (1); - un trozo de lana de acero (9) colocado en el interior del tubo abierto (1); - un cable (8) sublimable bajo una tensión eléctrica aplicada en el trozo de lana de acero (9); - un doble cordón eléctrico (6) conectado al cable (8) para alimentarlo y que pasa al interior del tubo abierto (1); - una tubería de llegada (4) de aire comprimido que desemboca en el interior del tubo abierto (1), en el mismo lado que el doble cordón eléctrico (6); y - un disco (3) colocado sobre toda la sección del tubo abierto (1) y atravesado por la tubería de llegada (4) de aire comprimido y el doble cordón eléctrico (6).Destructible igniter, characterized in that it comprises: - an open tube (1); - a piece of steel wool (9) placed inside the open tube (1); - a cable (8) sublimable under an electrical tension applied to the piece of steel wool (9); - a double electric cord (6) connected to the cable (8) to supply it and which passes into the open tube (1); - an inlet pipe (4) for compressed air that empties into the open tube (1), on the same side as the double electric cord (6); and - a disk (3) placed over the entire section of the open tube (1) and traversed by the inlet pipe (4) of compressed air and the double electrical cord (6).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Inflamador no pirotécnicoNon-pyrotechnic igniter

Campo de la invenciónField of the invention

La invención se refiere a infamadores, generadores de llamas y otros dispositivos destinados a poner en estado de inflamación un oxidante que permite la combustión de objetos. Se refiere en particular al campo del desmantelamiento de instalaciones que contienen residuos pirotécnicos a destruir. Se piensa, en particular, en una multitud de explosivos en varias formas y estados diferentes. Se pueden citar edificios no confinados, barreños, aglomerados, materiales pulverulentos, lodos de mecanizado, detonadores y residuos contaminados con explosivos. Los residuos contaminados con explosivos, objetos y materiales se presentan en forma de materias, materiales, equipos de protección individual, herramientas, máquinas, disolventes, la mayor parte del tiempo contaminados con explosivos encontrados en el lugar.The invention relates to igniters, flame generators and other devices designed to ignite an oxidant that allows objects to burn. It refers in particular to the field of dismantling installations containing pyrotechnic waste to be destroyed. One thinks, in particular, of a multitude of explosives in various different forms and states. Unconfined buildings, basins, agglomerates, powdery materials, machining sludge, detonators and explosive-contaminated waste can be mentioned. Waste contaminated with explosives, objects and materials are presented in the form of materials, materials, personal protective equipment, tools, machines, solvents, most of the time contaminated with explosives found on site.

Técnica anterior y problema que se planteaPrior art and problem that arises

Una técnica de destrucción de residuos pirotécnicos, actualmente en uso, es quemar estos residuos al aire libre. El buen desarrollo de esta operación de quema comienza con una etapa esencial que consiste en iniciar la combustión, es decir, provocar el encendido.One pyrotechnic waste destruction technique currently in use is to burn this waste in the open air. The proper development of this burning operation begins with an essential stage that consists of initiating combustion, that is, causing ignition.

Este encendido se hace, la mayor parte del tiempo, con ayuda de dispositivos llamados "infamadores pirotécnicos". Estos aparatos iniciadores están, por definición, constituidos por dos elementos indispensables, que son una resistencia y una mezcla pirotécnica, compuesto en sí mismo por un combustible y un oxidante. Para constituir estos últimos, se puede utilizar titanio, circonio y nitrato de potasio y perclorato de potasio.This ignition is done, most of the time, with the help of devices called "pyrotechnic igniters". These initiating devices are, by definition, made up of two essential elements, which are a resistance and a pyrotechnic mixture, itself made up of a fuel and an oxidant. To constitute the latter, titanium, zirconium and potassium nitrate and potassium perchlorate can be used.

Se deposita una gota de la mezcla pirotécnica sobre la resistencia, que generalmente está constituido por un cable fino metálico y retorcido. Tan pronto como una corriente eléctrica de una intensidad suficiente, de aproximadamente de 0,6 amperios, circula a través de la resistencia durante un tiempo dado, aproximadamente 0,3 ms, la mezcla pirotécnica se quema. Esto permite el inicio de la combustión del material y permite el encendido del oxidante que empapa el material a destruir.A drop of the pyrotechnic mixture is deposited on the resistance, which generally consists of a fine twisted metallic wire. As soon as an electrical current of a sufficient intensity, approximately 0.6 amps, flows through the resistance for a given time, approximately 0.3 ms, the pyrotechnic mixture burns. This allows the start of the combustion of the material and allows the ignition of the oxidant that soaks the material to be destroyed.

Este tipo de dispositivo está cerca de ciertos detonadores, sin embargo, difiere en el sentido de que no tiene la función de producir una onda de choque.This type of device is close to certain detonators, however it differs in the sense that it does not have the function of producing a shock wave.

Los inflamadores pirotécnicos utilizan una mezcla pirotécnica y, por lo tanto, generan varios problemas, que son los siguientes:Pyrotechnic igniters use a pyrotechnic mixture and therefore generate several problems, which are as follows:

- transporte de los inflamadores al lugar de uso, sujeto a los acuerdos europeos vigentes, en relación con el transporte internacional de mercancías peligrosas por carretera;- transport of the igniters to the place of use, subject to the European agreements in force, in relation to the international transport of dangerous goods by road;

- implementación del dispositivo en el lugar, que necesita la presencia de personal calificado y competente; y - condiciones de almacenamiento y precauciones durante la manipulación de los inflamadores, por ejemplo, para evitar choques, fricciones y alejarlos de cualquier fuente de calor.- implementation of the device on site, which needs the presence of qualified and competent personnel; and - storage conditions and precautions during the handling of the igniters, for example, to avoid shocks, friction and away from any source of heat.

Además, la llama generada por tales medios, durante la inflamación del oxidante, tiene una duración de algunos segundos solo. La operación es entonces delicada, cuando las condiciones climáticas son adversas, por ejemplo, en presencia de viento y/o de lluvia.Furthermore, the flame generated by such means, during the oxidant ignition, lasts for a few seconds only. The operation is then delicate, when the climatic conditions are adverse, for example, in the presence of wind and / or rain.

Se conocen diferentes inflamadores pirotécnicos a partir de los siguientes documentos:Different pyrotechnic igniters are known from the following documents:

- US 3971320, que muestra el uso de una envoltura plástica metálica o plástica;US 3971320, which shows the use of a metallic or plastic plastic wrap;

- US 4380958 y US 4152988, que muestra el uso de un agente de recubrimiento;- US 4380958 and US 4152988, showing the use of a coating agent;

- US 10/947975, que muestra el uso de una carga pirotécnica.- US 10/947975, which shows the use of a pyrotechnic charge.

Por otra parte, por la patente US 7 363 860, se conoce un iniciador no explosivo, que usa una resistencia de calentamiento, en contacto con una mezcla inflamable, compuesto por elementos metálicos y de un óxido metálico, llamado "termita". Los documentos GB 345284 A, EP 1434025 A1 y US 2012/180684 A1 constituyen documentos relevantes de la técnica anterior.On the other hand, from patent US 7 363 860, a non-explosive initiator is known, which uses a heating resistance, in contact with a flammable mixture, composed of metallic elements and a metallic oxide, called "thermite". GB 345284 A, EP 1434025 A1 and US 2012/180684 A1 constitute relevant prior art documents.

El objeto de la invención es evitar los inconvenientes de los aparatos mencionados anteriormente, y los problemas que plantean, y reducir el coste de tales aparatos.The object of the invention is to avoid the drawbacks of the apparatuses mentioned above, and the problems they pose, and to reduce the cost of such apparatuses.

Objeto de la invenciónObject of the invention

El objeto principal de la invención es un inflamador destructible, que comprende principalmente: The main object of the invention is a destructible igniter, which mainly comprises:

- un tubo abierto;- an open tube;

- un trozo de lana de acero colocado en el tubo abierto;- a piece of steel wool placed in the open tube;

- un cable sublimable bajo una tensión eléctrica (comúnmente denominado "cable de chispa") colocado en el trozo de lana de acero;- a cable sublimable under an electrical tension (commonly called "spark cable") placed on the piece of steel wool;

- un doble cordón eléctrico alambre conectado al cable puesto en la lana de acero para alimentar de electricidad; - una tubería de llegada de aire comprimido, que desemboca en la parte trasera del trozo la lana de acero en el mismo lado que el doble cordón eléctrico; y- a double electric cord wire connected to the cable placed in the steel wool to feed electricity; - a compressed air inlet pipe, which empties the steel wool into the rear part of the piece on the same side as the double electric cord; and

- un disco colocado en el lateral de la tubería de llegada de aire comprimido y el doble cordón eléctrico, manteniendo el disco en posición estos dos últimos, atravesando el cordón eléctrico el disco.- a disc placed on the side of the compressed air intake pipe and the double electric cord, keeping the disc in position, the latter two, the electrical cord passing through the disc.

Preferentemente, el tubo y el disco son de cartón.Preferably, the tube and the disk are made of cardboard.

En una realización preferente, se usa un cilindro de espuma colocado contra el disco, en el exterior de éste, con el objeto de mantener el doble cordón eléctrico y la tubería de llegada de aire comprimido. Esto permite la estanqueidad del interior del tubo, al nivel del disco. El disco también permite proteger el cilindro de espuma de las radiaciones térmicas.In a preferred embodiment, a foam cylinder placed against the disk, outside it, is used in order to maintain the double electrical cord and the compressed air inlet pipe. This allows the sealing of the inside of the tube, at the level of the disc. The disc also protects the foam cylinder from thermal radiation.

Preferentemente, es interesante utilizar un espaciador colocado en el tubo abierto, entre el trozo de lana de acero y el disco. El espaciador permite tener una reproducibilidad de fabricación del inflamador.Preferably, it is interesting to use a spacer placed in the open tube, between the piece of steel wool and the disk. The spacer allows to have a manufacturing reproducibility of the igniter.

Es interesante que el doble cordón posea dos terminales en donde se insertan los extremos del cable sublimable, estando los terminales desfasados entre sí para no estar en contacto entre sí, una vez posicionados en el trozo de lana de acero.It is interesting that the double cord has two terminals where the ends of the sublimable cable are inserted, the terminals being out of phase with each other so as not to be in contact with each other, once they are positioned in the piece of steel wool.

Es interesante utilizar una boquilla de silicona sobre el extremo de la tubería de llegada para facilitar el mantenimiento de este último sin romper esta tubería de llegada con respecto al disco.It is interesting to use a silicone nozzle on the end of the inlet pipe to facilitate the maintenance of the latter without breaking this inlet pipe with respect to the disc.

Lista de las figurasList of figures

La invención y sus diferentes características técnicas se comprenderán mejor tras la lectura de la siguiente descripción, que se acompaña de tres figuras, que representan, respectivamente:The invention and its different technical characteristics will be better understood after reading the following description, which is accompanied by three figures, representing, respectively:

- figura 1, en sección, el inflamador según la invención;FIG. 1, in section, the igniter according to the invention;

- figura 2, en la vista plana, este mismo inflamador según la invención;FIG. 2, in plan view, this same igniter according to the invention;

- figura 3, en vista despiezada, el inflamador según la invención;FIG. 3, in exploded view, the igniter according to the invention;

- figura 4, en la vista plana, el cable sublimable y su doble cordón eléctrico de alimentación;FIG. 4, in the plan view, the sublimable cable and its double electric power cord;

- figuras 5A a 5F, las diferentes etapas de montaje del inflamador según la invención.- Figures 5A to 5F, the different assembly stages of the igniter according to the invention.

Descripción detallada de una realización de la invenciónDetailed description of an embodiment of the invention

Con referencia a la figura 1, el inflamador según la invención comprende principalmente un tubo abierta 1, en el interior de la cual se coloca un trozo de lana de acero 9, que ocupa toda la sección interior del tubo abierto 1. En el interior de este trozo de lana de acero 9, se coloca un cable 8 sublimable. Este cable sublimable 8 se alimenta de electricidad mediante un doble cordón eléctrico 6, que llega al nivel del trozo de lana de acero 9 y está equipado con dos terminales, no representados en esta figura.With reference to Figure 1, the igniter according to the invention mainly comprises an open tube 1, inside of which is placed a piece of steel wool 9, which occupies the entire inner section of the open tube 1. Inside the this piece of steel wool 9, a sublimable cable 8 is placed. This sublimable cable 8 is supplied with electricity by means of a double electrical cord 6, which reaches the level of the piece of steel wool 9 and is equipped with two terminals, not represented in this figure.

A la izquierda de la figura 1, se encuentra un disco 3 que ocupa toda la sección interior del tubo abierto 1 y en el exterior del cual se aplica un cilindro de espuma 2. Un espaciador 10 colocado en el interior del tubo abierto 1 permite mantener este disco 3 del trozo de lana de acero 9. espaciado. El cable 8 sublimable puede estar constituido de acero inoxidable, por ejemplo, de Z8 CN 2520.To the left of figure 1, there is a disk 3 that occupies the entire inner section of the open tube 1 and on the outside of which a foam cylinder 2 is applied. A spacer 10 placed inside the open tube 1 allows to keep this disc 3 of the piece of steel wool 9. spaced. The sublimable cable 8 can be made of stainless steel, for example Z8 CN 2520.

El disco 3 es de cartón, así como el tubo abierto 10.Disc 3 is made of cardboard, as is open tube 10.

El disco 3 y el cilindro de espuma 2 se cruzan en su centro por una tubería de llegada de aire comprimido 4 que activa la combustión de la lana de acero 9. Se completa con una boquilla 5 que lo rodea, preferentemente de silicona y colocada al nivel del disco 3. Esto permite no arrancar la tubería de llegada de aire comprimido 4 del disco 3. Un cordón de alimentación eléctrica recorre o pasa a través del cilindro de espuma 2 y recorre o pasa a través del disco 3. Este doble cordón de alimentación 6 tiene su extremo colocado en el lado del trozo de lana de acero 9. El cable 8 está engarzado por medio de dos terminales 7 a este cordón eléctrico 6.The disk 3 and the foam cylinder 2 are crossed in their center by a compressed air inlet pipe 4 that activates the combustion of the steel wool 9. It is completed with a nozzle 5 that surrounds it, preferably made of silicone and placed at the level of the disc 3. This makes it possible not to start the compressed air supply pipe 4 of the disc 3. An electrical supply cord runs through or passes through the foam cylinder 2 and runs through or passes through the disc 3. This double cord of Power supply 6 has its end placed on the side of the piece of steel wool 9. The cable 8 is crimped by means of two terminals 7 to this electric cord 6.

La figura 2 permite ver este conjunto montado. Se distingue la tubería de llegada 4, el cordón eléctrico 6, el tubo abierto 1 y una superficie radial del trozo de lana de acero 9.Figure 2 shows this assembly assembled. The arrival pipe 4, the electric cord 6, the open tube 1 and a radial surface of the piece of steel wool 9 are distinguished.

La figura 3 permite ver todas estas piezas de forma despiezada. Se ha hecho figurar un terminal 7 para la conexión del cordón eléctrico 6 al cable 8. Figure 3 allows you to see all these pieces in an exploded way. A terminal 7 has been provided for the connection of the electrical cord 6 to the cord 8.

La figura 4 muestra la conexión del cable 8 sobre el cordón eléctrico 6, por medio de dos terminales 7. Cada terminal 7 se coloca en el extremo de una de las dos partes del doble cordón eléctrico 6 y permite que un extremo del cable 8 se fije allí. Cabe destacar que la posición de los dos terminales 7 está desplazada longitudinalmente, si las dos partes del cordón eléctrico 6. se acercan. Esto se desea para que los dos terminales 7 no estén en contacto entre sí, una vez puestos en el interior del trozo de lana de acero 9, el montaje no necesariamente permite asegurar un posicionamiento preciso y separado de estos dos terminales 7. Se evita, de este modo, el riesgo de un cortocircuito en el inflamador.Figure 4 shows the connection of the cable 8 on the electrical cord 6, by means of two terminals 7. Each terminal 7 is placed at the end of one of the two parts of the double electrical cord 6 and allows one end of the cable 8 to be post there. It should be noted that the position of the two terminals 7 is longitudinally displaced, if the two parts of the electric cord 6. are brought together. This is desired so that the two terminals 7 are not in contact with each other, once placed inside the piece of steel wool 9, the assembly does not necessarily allow to ensure a precise and separate positioning of these two terminals 7. It is avoided, thus, the risk of a short circuit in the igniter.

El principio de funcionamiento del inflamador es el siguiente. Una corriente de una intensidad suficiente implosiona el cable 8 sublimable. De este modo, el trozo de lana de acero se quema. La alimentación de aire comprimido por el tubo de llegada 4 permite mantener esta combustión y la formación de una llama intensa durante un período de varios minutos. De este modo, la combustión de los materiales en el interior del tubo abierto 1 continúa.The principle of operation of the igniter is as follows. A current of sufficient intensity implodes the sublimable wire 8. In this way, the piece of steel wool burns. The supply of compressed air through the inlet tube 4 makes it possible to maintain this combustion and the formation of an intense flame for a period of several minutes. In this way, the combustion of the materials inside the open tube 1 continues.

La composición del conjunto del inflamador, parcialmente en cartón, permite su destrucción casi completa al final de la operación.The composition of the igniter assembly, partially made of cardboard, allows its almost complete destruction at the end of the operation.

Durante el uso, es suficiente con conectar el inflamador a una alimentación eléctrica y una alimentación de aire comprimido. El inflamador se coloca entonces frente a los residuos a destruir. La abertura de una válvula de servicio de alimentación de aire comprimido se abre entonces. El cable 8 entonces se pone en tensión. Se puede utilizar una tensión de 25 voltios a una intensidad comprendida entre 10 y 20 amperios. La presión del aire comprimido a enviar al interior del inflamador puede ser del orden de 1 bar. Una vez que se cumplen estas condiciones, entonces se puesta al fuego puede tener lugar.During use, it is sufficient to connect the igniter to an electrical supply and a compressed air supply. The igniter is then placed in front of the waste to be destroyed. The opening of a compressed air supply service valve is then opened. Cable 8 is then put under tension. A voltage of 25 volts can be used at an intensity between 10 and 20 amps. The pressure of the compressed air to be sent into the igniter can be of the order of 1 bar. Once these conditions are met, then firing can take place.

El inflamador según la invención es fácil de elaborar. El principio de montaje es el siguiente.The igniter according to the invention is easy to manufacture. The assembly principle is as follows.

Con referencia a la figura 5A, una primera fase consiste en engarzar el cable 8 sobre los dos terminales 7.With reference to figure 5A, a first phase consists of crimping the cable 8 on the two terminals 7.

Con referencia a la figura 5B, la segunda operación consiste en la colocación del cordón eléctrico 6 el trozo de lana de acero 9, que ha sido cortado previamente.With reference to figure 5B, the second operation consists of placing the electric cord 6 on the piece of steel wool 9, which has been previously cut.

Con referencia a la figura 5C, una tercera operación consiste en introducir este conjunto en el tubo abierto 1, que está, preferentemente, de cartón.With reference to figure 5C, a third operation consists of inserting this assembly into the open tube 1, which is preferably made of cardboard.

Con referencia a la figura 5D, la siguiente operación consiste en colocar el tubo abierto 10, que sirve como espaciador, en el interior del tubo abierto 1.With reference to Figure 5D, the next operation consists in placing the open tube 10, which serves as a spacer, inside the open tube 1.

Con referencia a la figura 5E, la siguiente operación consiste en preparar la tubería de llegada 4 con aire comprimido, equipado con una boquilla de protección y montado sobre el disco 3 y el disco de espuma 2.With reference to figure 5E, the next operation consists in preparing the inlet pipe 4 with compressed air, equipped with a protection nozzle and mounted on the disk 3 and the foam disk 2.

Con referencia a la figura 5F, la última fase consiste en introducir este conjunto preparado durante la operación anterior en el extremo del tubo abierto 1.With reference to figure 5F, the last phase consists in introducing this assembly prepared during the previous operation at the end of the open tube 1.

Ventaja de la invenciónAdvantage of the invention

El inflamador según la invención permite mejorar las condiciones temporales de la quema de residuos. Por otra parte, el inflamador según la invención es confiable, permite la puesta al fuego a distancia y la generación de una llama durante varios minutos y permite resistir a la intemperie durante el uso. The igniter according to the invention makes it possible to improve the temporary conditions for burning waste. On the other hand, the igniter according to the invention is reliable, allows remote setting on fire and the generation of a flame for several minutes and allows it to resist the elements during use.

Claims

1. Destructible igniter,

characterized by comprising:

- an open tube (1);

- a piece of steel wool (9) placed inside the open tube (1);

- a cable (8) sublimable under an electrical tension applied to the piece of steel wool (9);

- a double electric cord (6) connected to the cable (8) to supply it and which passes into the open tube (1); - an inlet pipe (4) for compressed air that empties into the open tube (1), on the same side as the double electric cord (6); and

- a disk (3) placed over the entire section of the open tube (1) and crossed by the inlet pipe (4) of compressed air and the double electrical cord (6).

2. An inflator according to claim 1, characterized in that it comprises a foam cylinder (2) placed against the disk (3), outside it to maintain the double electrical cord (6) and the inlet pipe (4) of compressed air and improve the tightness of the interior of the open tube (1) with respect to the disc (3).

3. Ignitor according to claim 1, characterized in that it comprises a spacer (10), placed in the open tube (1) and between the piece of steel wool (9) and the disk (3).

4. Ignitor according to claim 1, characterized in that the double power cord (6) has two terminals (7) into which the ends of the cable (8) are inserted, the terminals (7) being out of phase with each other so as not to be in contact with each other when placed on the piece of steel wool (9).

5. An inflator according to claim 1, characterized in that the open tube (1) is made of cardboard.

6. An igniter according to claim 1, characterized in that the disk (3) is made of cardboard.

Flammer according to claim 1, characterized in that it uses a silicone nozzle (5), placed around the tube of the compressed air inlet pipe (4), at the level of the disk (3) to keep the inlet pipe ( 4) without booting it from disk (3).