Способ получения газогенерирующего пиротехнического состава с полимерным связующим


 


Владельцы патента RU 2496753:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Краснознамёнец" (RU)

Изобретение относится к способам получения пиротехнических газогенерирующих составов, содержащих полимерное связующее и предназначенных для использования в составе пиротехнических устройств, служащих для создания давления в определенном объеме. Способ включает смешение компонентов с использованием растворителей полимерного связующего, формование из смеси жгута, например, методами проходного прессования или экструзией, резку жгута на зерна, нагревание зерен до температуры 80-200°C и выдержку при повышенной температуре в течение времени, необходимого для испарения растворителя из зерен. Тепловое воздействие приводит к удалению растворителя из зерен и возникновению большого количества мелких пор внутри зерен, что приводит к повышению мощности газогенерирующего состава. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам получения составов, выделяющих при горении большое количество газообразных продуктов и предназначенных для использования в составе пиротехнических устройств, служащих для создания давления в определенном объеме. Благодаря использованию полимерного связующего, например, каучука, при производстве таких составов могут применяться методы обработки термопластов и резин (экструзия, проходное прессование). Это позволяет изготавливать изделия сложной формы с высокой производительностью. Полимерное связующее также является горючим компонентом состава.

Известен способ изготовления заряда твердого ракетного топлива баллистит-ного типа по патенту РФ №2378238 (заявка 2008133848 от 18.08.2008), включающий следующие основные технологические операции:

- механическое смешение компонентов топлива в воде;

- отжим полученной массы;

- вальцевание на валках при температуре 65-105°C;

- сушка массы;

- формование заряда методом проходного прессования.

Основной недостаток данного способа состоит в том, что он не пригоден для работы с водорастворимыми компонентами. Например, с перхлоратами калия или аммония, широко использующимися в газогенерирующих составах в качестве окислителя.

Известен способ получения термопластичного газогенерирующего пиротехнического состава повышенной силы, описанный в патенте РФ №2394800 (заявка 2008150647 от 23.12.08) Данный способ, принятый за прототип, предусматривает следующие операции:

- механическое смешение термопластичного связующего и окислителя;

- переработка смеси в жгут в форме трубки методами проходного прессования, экструзией и другими методами, применяемыми для обработки термопластичных материалов;

- нарезка жгута на зерна (цилиндрические элементы с центральным каналом).

Недостаток прототипа состоит в том, что он не позволяет реализовать в полной мере потенциал мощности (скорости нарастания давления при горении), имеющийся в газогенерирующем составе. Это следует из практики применения состава ТПКМ-66 ОСТ В 84-1936-81, в производстве которого используется технология прототипа.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка способа получения термопластичного газогенерирующего состава, позволяющего увеличить его мощность.

Для достижения поставленного результата способ включает:

- смешение компонентов состава с использованием растворителей полимерного связующего;

- переработку смеси в жгут методами проходного прессования, экструзией и другими методами, применяемыми для обработки термопластов и резин;

- резку жгута на зерна;

- нагрев зерен до температуры 80-200°C и выдержку при температуре в течение определенного времени.

Прирост мощности газогенерирующего состава при данном способе его получения можно объяснить следующим образом.

При изготовлении состава используется растворитель полимерного связующего. Он необходим для получения высокой степени гомогенности смеси в процессе смешения и оптимальной вязкости смеси для ее успешного формования в жгут в процессе экструзии или проходного прессования. Кроме того, растворитель позволяет повысить безопасность производства за счет снижения трения при механических воздействии, а также за счет флегматизирующего действия.

В процессе изготовления состава растворитель испаряется, но часть его остается в отформованном жгуте и полученных из него зернах состава. При воздействии повышенной температуры происходит испарение оставшегося растворителя из зерен состава, в результате чего существенно увеличивается количество мелких пор внутри зерен. Изначально таких пор мало, так как в процессе экструзии или проходного прессования ранее возникшие поры разрушаются.

Заряд из зерен газогенерирующего состава по наряду с мелкими порами внутри зерен содержит крупные поры между зерен. Кроме того, он может содержать искусственно созданные крупные поры внутри зерен, например, в случае способа-прототипа, предусматривающего получение зерен из жгута в форме трубки. При поджигании пористый заряд начинает гореть параллельными слоями (нормальное горение). Если затруднить отток продуктов горения, то произойдет возрастание давления и начнется их течение внутрь заряда через связанные друг с другом поры с воспламенением внутренней поверхности пор. Первоначально воспламеняются крупные поры, в которые продукты горения проникают особенно легко. В дальнейшем вследствие роста давления в крупной поре продукты горения проникают в более мелкие поры, вызывая горение внутри слоя (конвективное горение). Скорость горения заряда и скорость нарастания давления резко возрастают.

Увеличение количества пор в зернах позволяет более эффективно реализовать механизм конвективного горения, достичь большей скорости горения и нарастания давления, и тем самым увеличить мощность газогенерирующего состава. Прирост мощности может быть очень значительным. Как видно из представленных в таблице результатов испытаний состава ТПКМ-66 ОСТ В 84-1936-81, изготовленного по технологии прототипа и предлагаемой технологии, скорость нарастания давления увеличивается более чем на 30%. В испытаниях определялась величина максимального давления, развиваемого при сгорании 10 г состава в объеме 93 см3, и время достижения максимального давления. Средние значения параметров, представленные в таблице, рассчитывались по результатам 3-5 экспериментов.

Результаты испытаний состава ТПКМ-66

Партия состава ТПКМ-66 Максимальное давление, МПа Время достижения максимального давления, мс Скорость нарастания давления, МПа/мс
01-0 - по технологии прототипа 86,4 10,5 8,2
01оп-1 - по предлагаемой технологии(получена из партии 01-0 путем термостатирования при 100°C в течение 24 ч) 89,8 7,2 12,5
01оп-2 - по предлагаемой технологии(получена из партии 01-0 путем термостатирования при 80°C в течение 48 ч) 88,6 8,3 10,7
01оп-3 - по предлагаемой технологии(получена из партии 01-0 путем термостатирования при 120°C в течение 18 ч) 92,1 7,1 13,0
02-0 - по технологии прототипа 80,0 11,2 7,1
02оп-1 - по предлагаемой технологии(получена из партии 02-0 путем термостатирования при 200°C в течение 1 ч) 95,2 10,1 9,4
02оп-2 - по предлагаемой технологии(получена из партии 02-0 путем термостатирования при 180°C в течение 2 ч) 96,7 10,3 9,4

Температурные границы теплового воздействия в предлагаемом способе изготовления газогенерирующего состава установлены исходя из свойств компонентов, использующихся в производстве газогенерирующих составов, включая растворители полимерных связующих, требований безопасности, экономических и организационных факторов. Если процесс удаления растворителя и образования пор вести при температуре менее 80°C, то потребуется очень много времени, а результат (приращение мощности состава) может быть незначительным. Превышение температуры 200°C может приводить к разложению состава, изменению его свойств, самопроизвольному воспламенению.

Длительность температурного воздействия определяется экспериментально в зависимости от выбранной температуры. При 80°С для получения полезного эффекта могут потребоваться десятки часов. При 200°С может оказаться достаточной получасовая выдержка в камере тепла.

Способ получения газогенерирующего пиротехнического состава, содержащего полимерное связующее, включающий смешение компонентов, формование из смеси жгута и резку жгута на зерна, отличающийся тем, что смешение компонентов осуществляют с использованием растворителей полимерного связующего, а зерна подвергают воздействию температуры в диапазоне 80-200°C в течение времени, необходимого для испарения растворителя из зерен.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области получения двухосновных сферических порохов (СФП) для спортивно-охотничьего оружия. Согласно изобретению в аппарат-флегматизатор заливают воду и загружают сферический порох и ведут при перемешивании нагрев суспензии до температуры 76-82°С, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую водную эмульсию, состоящую из динитротолуола (ДНТ), централита I (Ц I) и защитного коллоида с концентрацией в воде 2,0-3,5 мас.% в течение 20-30 минут.

Изобретение относится к проведению работ по уничтожению дымных ружейных порохов и может быть реализовано в качестве способа по уничтожению дымных ружейных порохов в картузах воспламенителей методом растворения в воде с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Изобретение относится к области получения порохов для стрелкового оружия. Способ включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, заливку растворителя, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические элементы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку растворителя.
Изобретение относится к области получения порохов для патронов к спортивно-охотничьему оружию. Способ включает загрузку мерника-сгустителя водно-пороховой суспензией с концентрацией пороховой массы в водной среде, равной 13,0-15,0 мас.%, осаждение пороховой массы и декантирование воды.
Изобретение относится к области получения двухосновных сферических порохов для спортивно-охотничьего оружия. Способ включает получение сферических пороховых элементов 0,315-0,63 мм, состоящих из нитроцеллюлозы, нитроглицерина, дифениламина, централита II, графита и влаги, с насыпной плотностью 0,970-0,990 кг/дм3, флегматизацию их в аппарате-флегматизаторе флегматизирующей эмульсией, предварительно приготовленной из 1,5-3,0 мас.% динитротолуола и 4,8-6,0 мас.% централита I по отношению к пороху и с концентрацией в водной среде динитротолуола и централита I 2,0-3,5 мас.%.
Изобретение относится к области получения сферических пороков для стрелкового оружия. После завершения процесса диспергирования порохового лака на сферические частицы при температуре смеси в реакторе 68…70°C вводят в реактор по отношению к воде сернокислый натрий (Na2SO4) в количестве 0,6…1,5 мас.% и сразу же ведут процесс отгонки растворителя.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия и может быть использовано при разработке зарядов для патронов к гладкоствольному оружию.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для спортивно-охотничьего стрелкового оружия. .

Изобретение относится к области получения сферических порохов для зарядов к стрелковому оружию, в частности для зарядов к охотничьим патронам. .

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к бронечехлу для бронепокрытия к вкладному заряду из смесевого твердого топлива (СТТ) к маршевому ракетному двигателю (РД) переносных зенитных ракетных комплексов (ПЗРК).

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ включает отгонку паров этилацетата из сферических пороховых элементов, находящихся в дисперсионной среде в реакторе, подачу теплоносителя в рубашку реактора и кипение смеси в реакторе в развитом пузырьковом режиме кипения, конденсацию паров этилацетата в холодильнике и прием сконденсированного этилацетата в сборник, связанный с атмосферой через обратный холодильник. При этом пары этилацетата из реактора поступают в верхнюю часть в трубное пространство вертикально установленного холодильника за счет разности парциальных давлений между реактором и холодильником. Изобретение позволяет получать сферический порох в реакторе с заданными физико-химическими и баллистическими характеристиками, а также сокращение потерь этилацетата при производстве пороха. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороховых элементов с последующей промывкой, сортировкой, флегматизацией и сушкой. При этом суспензию СФП в воде из промывной емкости перекачивают массонасосом в напорную емкость, установленную над аппаратом мокрой сортировки. В напорной емкости проводят отстаивание СФП, затем излишнюю воду декантируют из емкости до концентрации пороха в воде 25-30 мас.%. Полученную водно-пороховую суспензию при перемешивании в турбулентном режиме секторным питателем дозируют на мокрую сортировку. Изобретение позволяет механизировать и автоматизировать фазы подачи водно-пороховой суспензии на мокрую сортировку для разделения СФП по заданным фракциям. 1 ил., 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает приготовление порохового лака, для чего первоначально в реактор добавляют пороховую массу, воду и этилацетат, загружают гексоген, перемешивание проводят до полного растворения гексогена в этилацетате, после чего вводят возвратно-технологические отходы, затем вводят остальную часть пороховой массы и ведут процесс приготовления порохового лака. Способ обеспечивает равномерное распределение гексогена в объеме пороховых частиц, что способствует равномерному горению порохового заряда. Полученный порох обладает повышенными энергетическими характеристиками и может быть использован для 9 мм пистолетного патрона. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из сферического пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой, при этом водно-пороховую суспензию из напорной емкости секторным питателем подают на мокрую двухкаскадную сортировку во внутреннюю шнековую часть вращающегося барабана, установленного под углом 1°-5° относительно горизонтальной оси движения пороха. На поверхности шнековой части барабана устанавливают сетки с размером №0,10; 0,15; 0,20; 0,40; 0,56; 0,63 и 0,70, которые обеспечивают получение заданного фракционного состава пороха в зависимости от его назначения. Сверху барабан орошают водой под давлением 1-2 кгс/см2 через центробежные форсунки. Изобретение обеспечивает разделение полученного в реакторе сферического пороха при мокрой сортировке по строго заданным размерам пороховых элементов, обеспечивающих стабильные баллистические характеристики в заданном патроне. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую промывку, сортировку и сушку, при этом полученный в реакторе СФП с маточным раствором сливают в промывную емкость, после отстаивания маточный раствор водокольцевым насосом, через установленные люки отсоса в нижней части промывной емкости, направляют на нейтрализацию. Первую промывку пороха проводят в промывной емкости водой с температурой 75-80°С в турбулентном режиме в течение 40-60 минут. Затем при выключенной мешалке проводят осаждение СФП в течение 5-10 минут с последующим удалением горячей воды водокольцевым насосом, которую направляют на отстаивание от мелкой фракции. Далее проводят холодную промывку пороха в течение 30-40 минут в воде при температуре до 30°С. После чего пороховую суспензию массонасосом направляют в напорную емкость. Изобретение обеспечивает высокое качество промывки СФП за счет полного удаления маточного раствора и очистки вод от СФП, сокращение циклов промывки и снижение трудозатрат на фазе промывки. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, например охотничьего патрона 7,62×51 (308 Wm). Способ флегматизации СФП включает загрузку компонентов в реактор-флегматизатор, приготовление флегматизирующей эмульсии в эмульсификаторе и флегматизацию сферического пороха в реакторе-флегматизаторе после ввода флегматизирующей эмульсии из эмульсификатора. При этом предварительно в ажитаторе готовят водно-пороховую суспензию, которая по трубопроводу с помощью массонасоса циркулирует по замкнутому циклу. По необходимости навеску СФП набирают из циркуляционного трубопровода в сгуститель, где готовят водно-пороховую суспензию, а затем из сгустителя суспензию сливают в реактор-флегматизатор. Одновременно из эмульсификатора в реактор-флегматизатор сливают расчетное количество флегматизирующей эмульсии и ведут процесс флегматизации СФП. Способ обеспечивает безопасное ведение технологического процесса за счет механизации и автоматизаци фазы флегматизации и полного исключения ручного труда, снижение трудозатрат и себестоимости при изготовлении сферических порохов. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой. При этом сферический порох с графитом через циклон-осадитель подают в непрерывно действующую сушилку, представляющую собой 12 цилиндрических вращающихся камер, снабженных вышибными поверхностями. Загрузку осуществляют непрерывно, а сушку пороха проводят в режиме кипения при создании напора горячего воздуха в каждой камере сушилки 300-500 мм рт.ст. за счет установленных в нижней части камер сеток. Каждая камера сушилки в процессе сушки проходит пять температурных зон: 1 и 2 зоны - температура нагретого воздуха - 93±5°C; 3 и 4 зоны - температура нагретого воздуха - 70±5°C; 5 зона охлаждения -температура нагретого воздуха - 50-60°C. Общий цикл сушки 1,0-2,5 часа, производительность сушилки 200-300 кг/час, при влажности сухого пороха 0,3-0,9 мас.% высушенный порох выгружают в приемный бункер и пневмотранспортом через циклон-осадитель направляют на сухую сортировку. Изобретение обеспечивает сокращение цикла сушки пороха и безопасность за счет полной автоматизации процесса и дистанционного управления. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Получение СФП со стабильными физико-химическими и баллистическими характеристиками достигается путем обеспечения смешения пара с водой в пароструйном обогревателе, из которого теплоноситель выходит со строго заданной температурой и подается в рубашку реактора. Теплоноситель насосом по трубопроводу подают в пароструйный обогреватель, где за счет сопла увеличивают скорость теплоносителя. Одновременно в приемную камеру обогревателя подают под давлением пар, теплоноситель из сопла вместе с паром попадает в смесительную камеру длиной, равной 4-5 диаметрам трубопровода, и внутренним диаметром 0,7-0,8 от диаметра трубопровода. После смесительной камеры поток расширяют до исходного внутреннего диаметра трубопровода и теплоноситель подают в рубашку реактора. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения СФП, включает перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку этилацетата, при этом диспергирование порохового лака в реакторе проводят лопастными мешалками с диаметром 0,7-08 от внутреннего диаметра реактора, установленными на валу реактора в 3-4 ряда под углом наклона 90° относительно расположения предшествующей лопасти, ширина лопасти 0,07-0,12 от диаметра мешалки, толщина лопасти 0,007-0,008 от диаметра мешалки и переменным углом наклона лопасти относительно горизонтальной плоскости в шести равномерно распределенных точках по длине лопасти, начиная от ступицы мешалки. Изобретение обеспечивает увеличение выхода целевой фракции пороха за счет обеспечения равномерного дробления порохового лака, постоянных скоростей движения потока дисперсионной среды и дисперсной фазы по диаметру реактора. 2 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ сушки сферического пороха, включающий подачу сферического пороха с графитом в пневмотранспортную линию, а после чего через циклон-осадитель на сушку, при котором порох с графитом при температуре от 50 до 100°C подают через пневмотранспортную линию в аппарат предварительной сушки, представляющий собой трубу, выполненную из двух ступеней. В первую ступень подают из пневмотранспортной линии сферический порох и дополнительно в вихревом потоке нагретый воздух до температуры 95-105°C, во вторую ступень подают в вихревом потоке нагретый воздух до температуры 95-105°C. Высушенный сферический порох с влажностью от 8 до 10 мас.% подают на окончательную сушку. Изобретение обеспечивает полное удаление поверхностной влаги, снижение влажности пороха с 18-22 мас.% до 8-10 мас.% и сокращение общего цикла сушки. 1 ил., 1 табл., 5 пр.
Наверх