Пиротехнический состав для генерации аэрозоля серы

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к получению аэрозолей для санитарной обработки сельскохозяйственных объектов с целью уничтожения болезнетворных организмов. Пиротехнический состав для генерации аэрозоля серы включает элементную серу, пламегасящие и стабилизирующие горение добавки и пиротехническую основу - смесь аммиачной селитры с углем определенной адсорбционной активности. Подбор марки и партии угля при изготовлении состава не требует его длительной корректировки. Изобретение направлено на создание пиротехнического состава, обеспечивающего безопасное образование легковоспламеняющегося аэрозоля серы и обладающего сравнительно низкой себестоимостью и низкой чувствительностью к различным импульсам. 1 табл.

 

Изобретение относится к пиротехнике, к методам получения аэрозолей для санитарной обработки сельскохозяйственных объектов с целью уничтожения болезнетворных организмов.

Известны различные пиротехнические составы для генерации аэрозоля серы, включающие в себя элементную серу и пиротехническую основу (Конлинг Дж.А. Химия пиротехники. Основные принципы и теория. Нью-Йорк, 1935, с.172).

Для получения аэрозоля элементной серы без заметного содержания токсичного сернистого газа в качестве пиротехнической основы обычно применяют нитроцеллюлозу (патент СРР №90560).

Недостатком составов, содержащих нитроцеллюлозу, является высокая чувствительность к механическим, тепловым и электрическим воздействиям, обусловленная наличием в них нитроцеллюлозы, что требует повышенных мер безопасности при их изготовлении, транспортировке и применении.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является пиротехнический состав для генерации аэрозоля серы, включающий элементную серу, пламегасящие и стабилизирующие горение добавки, а также пиротехническую основу, в качестве которой используется смесь аммиачной селитры и угля (патент РФ № 2258056. Бюл. №22 от 10.08.2005 г.).

Однако при массовом изготовлении опытных генераторов, снаряжаемых этим составом (прототипом), выяснилось, что при использовании различных марок или даже различных партий угля зачастую происходило значительное изменение режима горения аэрозолеобразующего пиротехнического состава - от пламенного режима горения и пульсирующего до затруднений в инициировании процесса горения.

Данное обстоятельство каждый раз при переходе на новую партию или марку угля требовало дополнительной корректировки состава.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в увеличении стабильности горения аэрозолеобразующего состава, к упрощению и удешевлению процесса его изготовления.

Технический результат достигается тем, что в пиротехническом составе для генерации аэрозоля серы, включающем элементную серу, пламегасящие и стабилизирующие горение добавки, а также пиротехническую основу, состоящую из смеси аммиачной селитры и угля, используется уголь с определенной адсорбционной активностью.

В настоящее время известно значительное количество различных веществ, которые используются в качестве химических средств защиты, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности человека. Среди существующих средств химической защиты сера, благодаря своим уникальным свойствам, занимает особое положение, поскольку она является одним из немногих природных биологически активных веществ, сочетающих одновременно высокую безопасность и эффективность применения.

Эффективность действия серы как средства для защиты и повышения качества выращенной сельхозпродукции или другой санитарной обработки зависит, в первую очередь, от ее дисперсности. Наиболее перспективным является применение серы в виде аэрозоля. Это позволяет минимизировать расход действующих веществ и снизить их отрицательное воздействие на человека и окружающую среду. Но традиционные способы получения аэрозолей сложны, дорогостоящи и требуют непосредственного контроля со стороны человека. Наиболее просты в обращении и надежны пиротехнические генераторы аэрозолей (Аэрозоли. И.В.Петрянов-Соколов, А.Г.Сутугин. - М.: Наука, 1989. - 144 с.).

Однако далеко не всякая пиротехническая основа способна устойчиво гореть при относительно низкой температуре, равной 440-450°С (температура кипения серы), обеспечивая получение аэрозоля серы. В настоящее время в России и за рубежом считается, что наиболее целесообразно для этих целей использовать достаточно низкотемпературные пиротехнические составы на основе нитратов целлюлозы и мелкозерненых порохов (патент RU №2042658, патент RU №2124839, патент СРР №90560) (Мадякин Ф.М. Пестицидные составы на основе серы: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. / Ф.М.Мадякин, Н.А.Тихонова и др. - Казань, 2003. - с.184-192).

Но, к сожалению, практика применения таких генераторов показала, что, наряду с высокой эффективностью их действия, они обладают и рядом существенных недостатков, снижающих их потребительские качества и повышающих опасность их изготовления и применения. Это, в первую очередь, вызвано тем, что пестицидные составы, содержащие более 40% нитроцеллюлозы, обладают некоторой чувствительностью к механическим воздействиям и электрическому разряду.

В связи с этим авторами была поставлена задача разработки новой конструкции пиротехнического генератора аэрозоля серы, обладающего эффективностью порохового, но лишенного его недостатков.

В качестве пиротехнической основы аэрозолеобразующего состава была выбрана смесь аммиачной селитры и углерода, которая широко известна и применяется в пиротехнике для различных целей (суррогатные аммонийные пороха, дымовые составы и пр.) (Шидловский А.А. Основы пиротехники. / А.А.Шидловский. - М.: Машиностроение, 1973. - с.241).

Кроме снижения себестоимости состава и доступности исходных компонентов, такой состав мог бы быть более безопасным.

При работе пиротехнического генератора, снаряженного аэрозолеобразующим составом, реализуется следующий механизм получения аэрозоля серы: за счет тепла экзотермического процесса горения пиротехнической основы аэрозолеобразующего состава происходит нагрев и испарение элементной серы, пары которой затем конденсируются в аэрозоль с размером частиц менее 1 мкм. Генерация паров серы проводится в частично замкнутом объеме для того, чтобы исключить вылет аэрозоля серы с температурой более 220-250°С (температура самовоспламенения серы на воздухе) и ее последующее догорание на воздухе. Благодаря высокой дисперсности аэрозоля обеспечивается его высокая устойчивость в атмосфере, развитая реакционная поверхность и высокая биологическая активность действующего вещества.

Роль стабилизирующей температуру вылетающего аэрозоля и пламегасителя выполняет добавка сульфата аммония, который претерпевает разложение с затратами тепла при температуре 220°С и менее.

Широкое использование выбранной пиротехнической основы оказалось возможным лишь после того, как авторами был обнаружен наиболее существенный фактор, определяющий режим горения состава и его стабильность - адсорбционная активность используемого угля.

Были исследованы процессы горения смеси аммиачной селитры и различных марок угля в сочетании с большим количеством серы (около 40%). Оказалось, что в этих условиях способностью к устойчивому беспламенному горению при температуре около 450°С обладали только составы, содержащие активные угли с определенной адсорбционной активностью по бензолу (таблица). Причем устойчивость горения этих составов значительно повышалась с увеличением активности последних. Как видно из таблицы, способностью к устойчивому горению с относительно небольшим остатком шлаков (характеризует полноту сгорания состава и вылета серы за пределы фронта горения) обладают только составы на основе активных углей с динамической активностью по бензолу не менее 43 мин. Использование активного угля с динамической активностью по бензолу 120 мин и более приводит к смене режима горения - переходу беспламенного режима в пламенный.

Параметры горения аэрозолеобразующего состава, изготовленного на основе угля различных марок
Уголь Динамическая активность угля по бензолу, мин Массовая скорость горения состава, г/с Масса остатка шлаков, г Режим горения
СКТ-10 120 0,88 11 Устойчивый, пламенный
АГ-2 65 0,46 12 Устойчивый
АГ-3 43 0,32 13 Устойчивый
БАУ-А 20 0,125 15 Пульсирующий
БАУ 15 0,12 16 Пульсирующий
Древесный уголь Менее 15 - - Не инициируется

Таким образом, было обнаружено, что в отличие от традиционно применяемых углей (прототип) активные угли (динамическая активность по бензолу не менее 43 мин) в смесях с нитратом аммония и серой могут формировать устойчивый фронт горения с температурой, не превышающей 440-450°С (температура кипения серы) с динамической активностью по бензолу от 40 до 100 мин. Применение активного угля с большой динамической активностью по бензолу (уголь СКТ-10) приводит к воспламенению серы и дальнейшему пламенному горению состава.

Процесс изготовления аэрозолеобразующего состава заключается в следующем. В зависимости от требуемых характеристик процесса горения состава (длительность горения, концентрация серы в аэрозоли, количество дополнительно введенного пестицида) подбирается и используется уголь с определенной динамической активностью по бензолу, и устанавливается необходимое соотношение остальных компонентов. Содержание аммиачной селитры и угля в пиротехнической основе в составе может изменяться и составлять соответственно 30-70% и 7-30%. В отличие от прототипа подбор марки и партии угля при изготовлении предлагаемого состава не требует его длительной корректировки.

Опыт практического применения пиротехнического состава на основе активных углей с определенной динамической активностью при санитарно-гигиенической обработке различных объектов подтверждает его большую стабильность работы, безопасность, эффективность и меньшую стоимость по сравнению с прототипом.

Пиротехнический состав для генерации аэрозоля серы, включающий элементную серу, пламегасящие и стабилизирующие горение добавки, а также пиротехническую основу, состоящую из смеси аммиачной селитры и угля с содержанием последних в составе 30-70% соответственно, отличающийся тем, что используют активный уголь с динамической активностью по бензолу от 40 до 100 мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам защиты летательных аппаратов и наземных транспортных средств от обнаружения, сопровождения, определения точного местонахождения и наведения оружия по исходящим от них электромагнитным излучениям.

Изобретение относится к способам создания облака аэрозоля для защиты промышленных и военных объектов от высокоточного оружия противника. .
Изобретение относится к пиротехнике. .
Изобретение относится к способам получения эффективных и безвредных дымовых завес при помощи средств для их получения и может быть использовано для имитации природных туманов при художественной съемке, для создания соответствующего окружения при устройстве дискотек, при проведении пожарных учений.
Изобретение относится к пиротехнике. .
Изобретение относится к пиротехнике. .
Изобретение относится к пиротехнике. .
Изобретение относится к пиротехническим дымообразующим составам для постановки маскировочного облака. .

Изобретение относится к технологии получения термоконденсационной дымовой смеси для создания аэрозольных завес, маскирующих в видимом диапазоне светового излучения.
Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении которых генерируется облако черного дыма, используемого для целеуказания, в сигнальных ракетах
Изобретение относится к пиротехническим составам, а именно к средствам для образования дымовых завес посредством реакции двух или нескольких твердых веществ, при горении которых образуется оранжевый дымовой сигнал
Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования цветного дыма при реакции как минимум двух твердых веществ
Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования цветного дыма при реакции как минимум двух твердых веществ
Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а именно к аэрозолеобразующим составам, используемым в качестве дымообразующего снаряжения боеприпасов, при горении которого формируется в атмосфере аэрозольное облако маскирующего действия
Изобретение относится к пиротехническим аэрозолеобразующим составам для образования дымовых маскирующих завес
Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а более конкретно к аэрозолеобразующим составам, используемым в качестве дымообразующего снаряжения боеприпасов, при горении которого формируется в атмосфере аэрозольное облако маскирующего действия
Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении которых генерируется аэрозоль, образующий дымовое облако на воздухе, используемое для постановки маскирующей завесы. Пиротехнический литьевой состав для образования дымовой завесы содержит, мас.%: смесь порошка хлорпарафина 41-48 и жидкого хлорпарафина 10-12, порошок металлического горючего 5-10, дымообразующую окись цинка 15-20, хлорнокислый калий 9-15 и эпоксидную смолу 1-2, причем в качестве металлического горючего он содержит порошок алюминия или алюминиево-магниевого сплава. Решение обеспечивает достижение необходимой несущей прочности зарядов из модифицированного пиротехнического литьевого состава, который характеризуется повышенной эффективностью дымообразования при создании маскирующей завесы, имеющей более высокую оптическую плотность.
Изобретение относится к области активного воздействия на гидрометеорологические процессы льдообразующим пиротехническим составом, используемым для активного воздействия на облака и туманы с целью их рассеяния, предотвращения и прерывания градобитий, вызывания осадков из облаков посредством льдообразующих ядер, полученных при сгорании специального пиротехнического состава. Пиротехнический состав для активного воздействия на облака и туманы содержит перхлорат аммония, фенолформальдегидную смолу, порошок алюминия или алюминиево-магниевого сплава, льдообразующий реагент йодистое серебро, тиокол, смолу эпоксидную, отвердители и пластификаторы. Состав обеспечивает полную возгонку дорогостоящего йодистого серебра и имеет улучшенные показатели льдообразования: способность гореть при давлении в генераторе до 60 атм и повышенный порог кристаллизации активных ядер до -2°С. Улучшение показателей льдообразования в широком диапазоне температур предполагает значительное расширение области воздействия пиротехнического состава как на переохлажденные облака, так и на относительно теплые облака и туманы.
Изобретение относится к области пиротехники, а именно к пиротехническим составам для образования цветного дыма. Пиротехнический состав зеленого огня включает барий азотнокислый - 67-73 мас.%, порошок алюминиево-магниевого сплава - 8-10 мас.%, идитол в качестве органического горючего связующего - 3-4 мас.%, а в качестве усилителя цвета смесь порошкового хлорпарафина - 14-16 мас.% и жидкого хлорпарафина - 2-3 мас.%. Изобретение обеспечивает повышение дальности видимости и различимости сигнального огня за счет стабильного горения пироэлементов и яркого свечения аэрозольных продуктов их горения, при этом дополнительно достигается расширение области использования пиротехнического состава в фейерверочных зарядах. 1 табл.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к получению аэрозолей для санитарной обработки сельскохозяйственных объектов с целью уничтожения болезнетворных организмов

Наверх