Способ утилизации отходов материала сгорающей гильзы

Предложенное изобретение относится к пиротехнике, а именно пиротехническим средствам для иллюминации, увеселительных, зрелищных и сигнальных целей. Согласно изобретению при изготовлении пиротехнических составов салютов и фейерверков предлагается использовать отходы материала сгорающей гильзы. Для этого отходы материала сгорающей гильзы, содержащие тринитротолуол, пироксилин и целлюлозу, предварительно сушат при температуре 40-50°C в течение 3-5 часов до содержания влаги и летучих не более 0,5 мас.%, измельчают до размера частиц не более 100 мкм и в форме сыпучего компонента добавляют в пиротехническую смесь в качестве активного кислородсодержащего окислителя и горючего вещества. Изобретение обеспечивает утилизацию производственных отходов, включающих нитросоединения, а также достигается практически полное сжигание компонентов пиротехнических составов при функционировании зарядов по назначению и улучшение их основных технических характеристик.

 

Предложенное изобретение относится к пиротехнике, то есть к пиротехническим средствам для иллюминации, увеселительных, зрелищных и сигнальных целей, а более конкретно к составам, содержащим неорганическую кислородсодержащую соль и мелкораздробленный сплав металлов в совокупности с компонентом термической основы, который является утилизируемым производственным отходом.

Уровень данной области техники характеризует патент RU 2331619 С1, С06В 33/04; С06В 31/24, 2007 г., в котором описан пиротехнический состав для фейерверочных и сигнальных средств, изготовленный с использованием утилизируемых отходов пироксилинового пороха (устаревших арсенальных или производственных), составляющих треть - половину массы зарядов.

Этот состав, который горит с образованием белого огня, стабильно пульсирующим пламенем в заданном режиме, включает нитроцеллюлозу или пироксилиновый порох, азотнокислый барий в качестве окислителя, металлическое горючее - мелкодисперсный порошок алюминиево-магниевого сплава и горючее связующее - дибутилфталат, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

нитроцеллюлоза или пироксилиновый порох 35-53
азотнокислый барий 25-34
порошок алюминиево-магниевого сплава 20-30
дибутилфталат 1-2.

Описанный пиропороховой состав белого огня мерцающего пламени при горении изготавливают следующим образом.

Измельченный пироксилиновый порох или нитроцеллюлозу расчетной массы засыпают в лопастной смеситель вместе с дибутилфталатом и заливают половиной необходимого для пластификации количества этилового спирта, после чего в течение 20 минут перемешивают при комнатной температуре, в результате чего получают технологическую и термическую основу состава.

Затем в пластифицированную основу последовательно добавляют азотнокислый барий и порошок алюминиево-магниевого сплава с дискретностью селективных частичек 60-160 мкм и заливают второй половиной этилового спирта до общей массы (30-40% от массы композиции), после чего перемешивают в течение 10-15 минут при нормальной температуре.

Приготовленная смесь пригодна для проходного прессования функционального шнура диаметром 2-7 мм с осевым каналом.

Смотанный в бунт шнур выдерживают при температуре 20-30°C в течение 20 минут для провяливания смеси, чтобы она не налипала на режущий инструмент при последующем изготовлении мерных пиропороховых элементов (звездок). При этом шнур не сминается и разрезание взрывобезопасно.

Недостатком описанного технического решения по утилизации пироксилинового пороха путем введения его в структуру фейерверочного состава является многостадийность технологического процесса, вызванного необходимостью пластификации пироксилинового пороха для его смешивания с компонентами состава.

Изготовленный по описанному способу пиропороховой состав мерцающего пламени при горении характеризуется невысокой чистотой цвета пламени, что определяет узко целевое его применение.

Более совершенным техническим решением является способ изготовления прессованных пиропороховых элементов из функционального состава, содержащего крошку утилизируемого пироксилинового пороха, азотнокислый барий, порошок алюминиево-магниевого сплава, в качестве усилителя цвета поливинилхлорид и связующее - фенолформальдегидную смолу, описанный в изобретении по патенту UA 39607, F42B 4/00, 1996 г.

Способ приготовления пиропороховых элементов из указанного состава, содержащего, мас.%:

крошку пироксилинового пороха 25-29
азотнокислый барий 39-47
порошок алюминиево- магниевого сплава 10-11
фенолформальдегидную смолу 4-5
поливинилхлорид 14-16, - включает следующие операции.

Предварительно приготавливают смесь металлического горючего в спиртовом растворе фенолформальдегидной смолы, для чего в раствор связующего засыпают навеску порошка алюминиево-магниевого сплава и перемешивают в течение 20-25 минут.

Параллельно в диспергаторе при комнатной температуре готовят смесь из азотнокислого бария, поливинилхлорида и крошки пироксилинового пороха, которую затем порционно загружают в смеситель с периодическим добавлением лаковой смеси с металлическим горючим в течение 25-30 минут до получения однородной гомогенной массы.

Далее полученную смесь компонентов состава гранулируют, после чего гранулы сушат в шкафу при температуре 55-60°C в течение 2,5-3,0 часов.

Из гранулированного пиропорохового состава в специальном пресс-инструменте на прессе при давлении 2,5 тс/см2 формируют таблетки функционального заряда для снаряжения фейерверочных изделий.

Изготовленный по описанному способу функциональный заряд характеризуется улучшенной воспламеняемостью, контрастным цветом пламени, полным сгоранием компонентов при интенсификации равномерного горения состава с выделением большого количества тепловой энергии.

Недостатком этого нетехнологичного способа является высокая трудоемкость, что ограничивает его промышленную применимость.

Кроме того, функциональность применения получаемых по известному способу пиропороховых элементов ограничена в узкоцелевом назначении из-за их неоднородной структуры: крошка пироксилинового пороха имеет миллиметровые размеры, а частицы остальных порошковых компонентов - на порядок меньше, что затрудняет достижение равномерности их распределения при смешивании в штатных технологических смесителях пиротехнического производства.

Неравномерность массового соотношения компонентов в смеси не гарантирует достижения заданных показателей назначения всех пиротехнических зарядов, изготовленных из этого состава.

Известный состав пригоден только для создания красочного искро-форсового эффекта для фейерверков и салютов, который формируется за счет того, что крошки пироксилинового пороха воспламеняются в заряде и генерируемыми газообразными продуктами горения состава выносятся в факел, где они догорают на воздухе с искрением, создавая снопы искр.

Это узкоцелевое назначение состава ограничивает применение утилизируемой крошки пироксилинового пороха в цветопламенных и сигнальных зарядах, которые должны обеспечить ровное продолжительное свечение при горении.

При сжигании пиропороховых элементов, полученных по описанному способу, в котором утилизируется крошка пироксилинового пороха, происходит большой выброс экологически вредных веществ (аммиака, цианистого водорода и оксида углерода) из-за неполного сгорания компонентов. Эта проблема полностью не решается при измельчении пироксилинового пороха потому, что он содержит относительно малое количество кислорода, необходимого для полного сгорания компонентов состава.

В качестве наиболее близкого по технической сущности и целевому назначению аналогу предложенному способу выбран, раскрытый в книге Л.А. Смирнова, О.В. Тинькова, Конверсия, Ч.IV, Утилизация снятых с вооружения боеприпасов и твердотопливных ракет, М., МГАХМ, 1966, с.88, 116-117, способ утилизации отходов материала сгорающей гильзы.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известного способа утилизации отходов материала сгорающей гильзы для их включения после предварительной обработки, в форме сыпучего компонента в пиротехническую смесь, обеспечив универсальность безопасного применения в составах различного назначения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе утилизации отходов материала сгорающей гильзы производственные отходы сгорающей гильзы, содержащие тринитротолуол, пироксилин и целлюлозу, предварительно сушат при температуре 40-50°C в течение 3-5 часов до содержания влаги и летучих не более 0,5 мас.%, измельчают до размера частиц не более 100 мкм и включают в форме сыпучего компонента в пиротехническую смесь для салютов и фейерверков в качестве активного кислородсодержащего окислителя и горючего вещества.

Отличительные признаки способа позволяют создать промышленную технологию по утилизации производственных отходов материала сгорающей гильзы в процессе изготовления пиротехнических составов различного функционального назначения.

При этом достигается практически полное сгорание компонентов пиротехнических составов при их функционировании и улучшение основных технических характеристик назначения фейерверочных зарядов из них.

Дополнительная обработка производственных отходов, образующихся при изготовлении сгорающих патронных гильз, материал которых включает (мас.%): 50 тринитротолуол, 25 пироксилин и 25 целлюлозу, - необходима для создания условий совместимости с компонентами пиротехнического состава.

Усовершенствование отходов материала сгорающей гильзы по физическим характеристикам и фракционности делает их пригодными для использования в качестве активирующей добавки в пиротехнический состав, обеспечивающей сжигание конденсированной фазы в заряде, что резко увеличивает интенсивность свечения, пригодного в цветопламенных сигналах и осветительных зарядах, повышает красочный эффект в фейерверках, салютах и т.п.

Замедленная безопасная сушка материала сгорающей гильзы (3-5 часов при температуре 40-50°C) до содержания влаги и летучих не более 0,5 мас.% необходима для осуществления автоматического измельчения материала на частицы размером не более 100 мкм, соизмеримым с фракционностью остальных компонентов, что обеспечивает равномерность их распределения в объеме при смешивании.

При этом повышается поверхность горения состава с высокой температурой и скоростью, так как материал сгорающей гильзы содержит более мощный (сравнительно с пироксилиновым порохом аналога) окислитель из активных нитросоединений, повышенной теплотворной способности, обеспечивая тем самым полное сгорание компонентов непосредственно в заряде.

Сушка материала сгорающей гильзы при температуре меньше 40°C нетехнологична из-за большой продолжительности процесса.

При сушке материала сгорающей гильзы с температурой больше 50°C возможно воспламенение, что делает технологический процесс взрывонебезопасным.

При времени сушки материала сгорающей гильзы меньше 3 часов не достигается заданный уровень содержания влаги и летучих, который необходим для проведения измельчения в автоматическом диспергаторе без налипания материала на инструмент.

Проведение сушки в течение времени более 5 часов требует дополнительных производственных площадей, что приводит к росту потребительской стоимости материала.

Уровень содержания влаги и летучих в материале сгорающей гильзы не выше 0,5 мас.% является нормативно установленным в отрасли пределом для компонентов пиротехнических смесей, который удовлетворяет техническим условиям и требованиям безопасности.

При этом уровне содержания влаги и летучих материал сгорающей гильзы беспроблемно дробится в автоматическом диспергаторе.

Актуальность предложенного изобретения обоснована тем, что при изготовлении сгорающих гильз производственные отходы составляют 40%, простое сжигание которых сопряжено с выбросом веществ 2-4 классов опасности: хлора, хлористого водорода, оксидов углерода и азота, что неприемлемо по существующим экологическим нормативам (Я.М. Грушко, «Вредные неорганические соединения в промышленных выбросах в атмосферу», Справочник, Л., Химия, 1987, 191 с.).

Предложенный способ реализуется на действующем пиротехническом оборудовании по принятой технологии, что не создает препятствий для практического использования изобретения.

Способ является простым, надежным и безопасным приемом для утилизации отходов производства материала сгорающей гильзы сжиганием в пиротехнических зарядах без превышения норм ПДК на выделяемые при этом вредные вещества, за счет практически полного сгорания структурных компонентов состава при повышенном содержании кислорода в нитросоединениях материала сгорающей гильзы.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленной переработки отходов в универсальные пиротехнические заряды, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности. -I

Способ утилизации отходов материала сгорающей гильзы, отличающийся тем, что производственные отходы сгорающей гильзы, содержащие тринитротолуол, пироксилин и целлюлозу, предварительно сушат при температуре 40-50°C в течение 3-5 ч до содержания влаги и летучих не более 0,5 мас.%, измельчают до размера частиц не более 100 мкм и включают в форме сыпучего компонента в пиротехническую смесь для салютов и фейерверков в качестве активного кислородсодержащего окислителя и горючего вещества.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разработки порохов для стрелкового оружия, в частности к заряду для охотничьего патрона 7,62×51 (308 Win). Заряд состоит из сферического пороха с размером частиц 0,315-0,8 мм.
Изобретение относится к области создания средств инициирования и может быть использовано при изготовлении безопасных как в снаряжении, так и обращении электродетонаторов (ЭД) без инициирующих взрывчатых веществ (ВВ).
Изобретение относится к взрывчатым композициям и может быть использовано в боеприпасах различного назначения и в горном деле. .
Изобретение относится к взрывчатым композициям с улучшенными эксплуатационными характеристиками и может быть использовано в боеприпасах различного назначения. .

Изобретение относится к органической химии, а именно: к способу получения 2,4,6,8,10,12-гексабензил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло-[5,5,0,0 3,11,05,9]додекана (ГБ), который является промежуточным продуктом в синтезе гексанитрогексаазаизовюрцитана - перспективного мощного взрывчатого вещества.

Изобретение относится к многоручьевому фильеру для деления зарядов взрывчатых веществ в пластичном состоянии на ленты заданной толщины и ширины. .
Изобретение относится к области производства порохов, в частности мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП) для стрелкового оружия. .

Изобретение относится к разработке зарядов для патронов стрелкового оружия, в частности для спортивно-охотничьего патрона 30 CARBINE (7,62×33). .

Изобретение относится к области производства порохов, в частности флегматизации пироксилиновых и сферических (СФП) порохов. .

Изобретение относится к взрывчатым композициям и может быть использовано в горном деле или для снаряжения боеприпасов, обеспечивающих фугасное и тепловое воздействие на поражаемые объекты.
Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в технологии приготовления пиротехнических составов со стабильными рабочими характеристиками.

Изобретение относится к области утилизации зарядов из баллиститных порохов с последующей переработкой их в конверсионные промышленные вещества. Установка для измельчения зарядов из баллиститных порохов содержит станину, узел загрузки, состоящий из бункера с желобом, узел резки с режущими пластинами, узел охлаждения.

Изобретение относится к области утилизации твердого ракетного топлива. Способ отрезания фрагмента заряда включает в себя движение на заданную длину заряда, остановку движения заряда, отрезание фрагмента заряда ножом, связанным с поршнем гидроцилиндра.

Изобретение относится к технологии изготовления пироксилиновых порохов, а именно, удаления влаги из пороховых элементов. Способ включает двухступенчатое удаление из пороховых элементов приобретенной при вымочке влаги.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку растворителя, при этом диспергирование порохового лака проводят в реакторе объемом 6,5 м3 лопастными мешалками с переменным углом наклона, установленными в нижней консольной части вала в 3-4 ряда под углом 90° относительно предшествующей лопасти.

Изобретение относится к области разработки порохов для стрелкового оружия, в частности к заряду для охотничьего патрона 7,62×51М. Заряд состоит из сферического пороха с размером частиц 0,4…0,8 мм.
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, в частности гладкоствольного дробового оружия. Способ включает перемешивание компонентов, приготовление порохового лака этилацетате, диспергирование в присутствии клея, отгонку этилацетата и сушку.

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.

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 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.
Изобретение относится к области ракетной техники и касается разработки крепящей полимерной композиции, предназначенной для скрепления забронированного заряда из твердого ракетного топлива (ТРТ) с корпусом газогенератора (ГГ), исключающего продольное перемещение заряда в корпусе ГГ. Полимерная композиция содержит гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук СКД-ГТРА, 1,4-бутандиол, углерод технический, гексаметилендиизоцианат, дибутилдилаурат олова и дополнительно содержит сочетание N,N,N',N'-тетракис-(-2-гидроксипропил-)-этилен диамина (лапромол 294) и простой полиэфир с молекулярной массой 1000 (лапрол 1052). Технический результат изобретения - получение полимерной композиции с низкой начальной вязкостью, с повышенной жизнеспособностью в процессе переработки, отверждением при нормальной температуре окружающей среды с обеспечением высоких физико-механических свойств. Предлагаемая крепящая полимерная композиция способна обеспечить высокую эксплуатационную надежность заряда из ТРТ в широком температурном диапазоне эксплуатации (в пределах±50°С) в течение длительного гарантийного срока хранения. 1 табл., 5 пр.

Предложенное изобретение относится к пиротехнике, а именно пиротехническим средствам для иллюминации, увеселительных, зрелищных и сигнальных целей. Согласно изобретению при изготовлении пиротехнических составов салютов и фейерверков предлагается использовать отходы материала сгорающей гильзы. Для этого отходы материала сгорающей гильзы, содержащие тринитротолуол, пироксилин и целлюлозу, предварительно сушат при температуре 40-50°C в течение 3-5 часов до содержания влаги и летучих не более 0,5 мас., измельчают до размера частиц не более 100 мкм и в форме сыпучего компонента добавляют в пиротехническую смесь в качестве активного кислородсодержащего окислителя и горючего вещества. Изобретение обеспечивает утилизацию производственных отходов, включающих нитросоединения, а также достигается практически полное сжигание компонентов пиротехнических составов при функционировании зарядов по назначению и улучшение их основных технических характеристик.

Наверх