Пиротехнический воспламенительно-зажигательный состав


 


Владельцы патента RU 2560386:

Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" (RU)

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к воспламенительным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение и горение функционального снаряжения различных специзделий и боеприпасов. Пиротехнический воспламенительно-зажигательный состав включает, мас.%: нитрат бария 7-21, порошок алюминиево-магниевого сплава 11-25, тротил в качестве связующего 2-4 и утилизируемый тетратнитропентаэритрит (ТЭН) 50-80. Изобретение позволяет утилизировать конверсионное бризантное взрывчатое вещество - ТЭН - в структуре пиротехнического воспламенильно-зажигательного состава в качестве энергонасыщенного компонента термической основы. Полученный состав является технологичным, так как пригоден для переработки в заряды экструзией, а также обеспечивает повышение скорости и температуры его горения. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к пиротехнике, более конкретно к воспламенительным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение и горение функционального снаряжения различных специзделий и боеприпасов, которые включают мелкодисперсный металл в комбинации с кислородосодержащим веществом, не являющимся взрывчатым, и могут быть использованы для воспламенения горючих материалов в зоне действия.

Уровень данной области техники характеризуют пиротехнические составы, термическая основа которых содержит нитрат бария и порошок металлического горючего, дополнительно включающие энергоснасыщенное органическое вещество - пироксилиновый порох, описанные в патентах RU №2487111 C1, C06B 33/00, 2012, №23311619 C1, C06B 33/04, C06B 31/24, 2007, и UA №9607, F42B 4/00, 1966.

Особенностью перечисленных пиротехнических составов является содержание массой четверть-половина утилизируемого ружейного пороха, сжигание которого при расснаряжении боеприпасов представляет собой экологическую проблему.

Состав этих аналогов включает технологические и функциональные добавки соответственно: искрообразующие металлические порошки и ферроцен (катализатор горения); дибутилфталат - катализатор горения; усилитель цвета - поливинилхлорид, и в качестве органического горючего идитол, которые обеспечивают улучшение технологичности и показателей назначения: искристо-форсовый факел для фейерверков и салютов; пульсирующие вспышки при горении, создающие эффект мерцающих звезд; горение зеленым насыщенным пламенем.

Недостатком аналогов является неполное использование содержащейся энергии по прямому назначению, а именно: в качестве воспламенительно-зажигательного действия, инициирующего поджиг основного снаряжения изделий различного назначения и воспламенение горючих материалов в зоне их функционирования.

Отмеченный недостаток устранен в пиротехническом зажигательном составе, описанном в учебнике А.А. Шидловского Основы пиротехники, М., «Машиностроение», 1973, с. 220, Таблица 15.1 (составы, указанные в патенте США, 2120809), включающем нитрат бария (BaNO3)2, порошок металлического горючего (алюминия) и утилизируемый триниротолуол (тротил) химической формулы C6H6(NO2)СН в качестве связующего энергонасыщенного материала при следующем соотношении компонентов, мас. %: 18 нитрат бария, 50 порошок алюминия, 32 тротил.

Недостатком известного пиротехнического состава является балластное содержание металлического горючего, избыток которого снижает скорость горения воспламенительно-зажигательного пиротехнического состава, причем алюминий при горении образует с кислородом инертное соединение Al2O3, характеризующееся высокой термостойкостью, что тормозит основное действие по назначению.

При этом массовое соотношение окислитель/металлическое горючее не оптимизировано по кислородному балансу для создания максимальных термодинамических условий горения.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение основных показателей назначения, а именно увеличение энергосодержания воспламенительно-зажигательного состава, пригодного для переработки в заряды экструзией, и повышение скорости и температуры его горения.

Требуемый технический результат достигается тем, что пиротехнический воспламенительно-зажигательный состав, включающий нитрат бария, порошок металлического горючего и связующее, согласно изобретению содержит утилизируемый тетранитропентаэритрит (ТЭН), в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава, в качестве связующего - тротил, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

ТЭН 50-80
тротил 2-4
нитрат бария 7-21
порошок алюминиево-
магниевого сплава 11-25

Отличительные признаки предложенного технического решения позволили утилизировать конверсионное бризантное взрывчатое вещество - ТЭН, сжигание которого экологически небезвредно и технологически трудоемко, в структуре пиротехнического воспламенительно-зажигательного состава в качестве энергонасыщенного компонента термической основы.

При этом предложенный пиротехнический состав является технологичным, так как в условиях промышленного производства перерабатывается в заряды экструзионным способом.

ТЭН является вторичным взрывчатым веществом и без инициирующего детонатора горит послойно линейно, выделяя очень много тепловой энергии, используемой в составе по изобретению на воспламенение основного снаряжения боеприпаса и зажигание горючих материалов в зоне его действия по назначению.

Диапазон максимально возможного содержания ТЭН в пиротехническом составе выбран экспериментально, при минимальном функциональном количестве компонентов.

Количественная доля пластифицирующего тротила в воспламенительно-зажигательном составе выбрана из условия соотношения к массе ТЭН для обеспечения технологической пригодности в переработке по экструзионной технологии как (0,04-0,05):1.

При этом соотношение в термической основе предложенного состава нитратного окислителя к металлическому горючему (сравнительно с прототипом) увеличено вдвое, что обеспечивает необходимую чувствительность к инициирующему тепловому импульсу и стабилизирует высокотемпературное горение.

Выбор порошка алюминиево-магниевого горючего в качестве металлического горючего термической основы продиктован его комплексными качествами: большой калорийностью алюминия и высокой температурой стабильного горения, обеспеченной магнием, который в связанном состоянии сплава не взаимодействует с кислородом воздуха.

При содержании в пиротехническом составе порошка алюминиево-магниевого сплава меньше 11 мас. % температура и калорийность продуктов сгорания не обеспечивает надежного воспламенения композиции.

При содержании в пиротехническом составе порошка алюминиево-магниевого сплава больше 25 мас. % нет дальнейшего улучшения целевых параметров состава и зарядов из него.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Приготавливается предложенный состав по принятой технологии пиротехнического производства смешиванием компонентов в промышленном смесителе.

В смеситель последовательно загружают компоненты в мас. %:

65±15 ТЭН, 18±7 порошок алюминиево-магниевого сплава, 14±7 нитрат бария и 3±1 тротила, которые затем смешивают в течение 15-20 минут для равномерного распределения компонентов в смеси.

Приготовленную смесь направляют в экструзионный пресс для прессования усилием шнека пластифицированного материала в длинномерный полуфабрикат, который на выходе автоматически разрезается на штучные заряды.

Количественное содержание компонентов пиротехнического воспламенительно-зажигательного состава было рассчитано по математической модели планирования эксперимента, оптимальность которого по достижению необходимого уровня показателей назначения подтверждена натурными испытаниями опытной партии зарядов, при соотношении компонентов внутри выбранных предельных значений массовой доли в составе, на их границах и за пределами заявленных границ диапазонов.

Характерные составы приведены в таблице.

Опытная проверка в действии приготовленных пиротехнических зарядов из композиции по изобретению показала, что составы 2-4 полностью соответствуют целевому назначению воспламенительно-зажигательных зарядов по воспламенению основного снаряжения изделий и активному зажжению горючих материалов на месте их функционирования, формируя очаги пожаров.

Заряды 1 и 5, в которых компоненты находятся за границами предложенных диапазонов массового содержания по изобретению, ненадежно воспламенялись от теплового импульса штатного капсюля-воспламенителя, при этом не отмечено стабильного зажжения горючих материалов на месте действия зарядов, то есть целевое назначение не реализуется.

Горение заряда из состава 1 происходит нестабильно, в импульсном режиме до затухания, а состав 5 непригоден для экструзионной переработки в заряды, то есть нетехнологичен.

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 промышленного серийного изготовления воспламенительно-зажигательного пиротехнического состава можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.

С учетом достигнутых показателей назначения зарядов из предложенного пиротехнического состава, в котором использовано больше половины массы (до 84%) утилизируемых взрывчатых веществ, что соответствует экологическим требованиям и значительно снижает потребительскую стоимость изделий, пиротехнический воспламенительно-зажигательный состав по изобретению целесообразно внедрить в производство для изготовления серийных изделий, поставляемых заказчикам.

Пиротехнический воспламенительно-зажигательный состав, включающий нитрат бария, порошок металлического горючего и связующее, отличающийся тем, что содержит утилизируемый тетранитропентаэритрит (ТЭН), в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава, в качестве связующего - тротил, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

ТЭН 50-80
тротил 2-4
нитрат бария 7-21
порошок алюминиево-
магниевого сплава 11-25



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения параметров срабатывания капсюлей-детонаторов с ударно-волновой трубкой в неэлектрических системах взрывного дела. Устройство для измерения параметров срабатывания капсюля-детонатора с ударно-волновой трубкой состоит из узла для подрыва капсюля-детонатора, узла инициирования детонационного процесса в ударно-волновой трубке, измерителя времени, датчика запуска измерителя времени, датчика фиксации момента детонации капсюля-детонатора, узла питания и обработки сигналов от датчиков, датчика измерения скорости детонационного процесса в ударно-волновой трубке.
Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к ударным воспламенительным составам, которые могут быть применены в ударных капсюлях-воспламенителях патронов стрелкового оружия.
Изобретение относится к области технологии производства оптических детонаторов на основе светочувствительного вещества - азида серебра и может быть использовано для регулирования порога срабатывания оптических детонаторов.

Изобретение относится к промышленным средствам взрывания, а именно шашке-детонатору, предназначенной для инициирования скважинных зарядов при буровзрывных работах на горнодобывающих предприятиях.

Изобретение относится к области высокоточных систем взрывания, детонаторам с электронной задержкой и может быть использовано в составе неэлектрических систем взрывания, систем инициирования на основе ударно-волновых трубок (УВТ), при инициировании систем взрывания для производства взрывных работ в добывающей промышленности, военном деле, массовой фейерверочной пиротехнике, службе МЧС и т.п.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей, черной промышленности: нефтяные, газовые, водозаборные, нагнетательные скважины, а также к области взрывного дела, и предназначено для комплектования пороховых генераторов давления, в первую очередь бескорпусных, предназначенных осуществлять разрыв и термогазохимическую обработку призабойной зоны пласта газообразными продуктами горения с целью интенсификации добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к области пиротехники, в частности к составу, предназначенному для использования в различных устройствах в качестве поджигающего элемента для надежной передачи горения в пиротехнической цепочке и ускоренного формирования фронта горения газогенерирующих составов.
Изобретение относится к пиротехническим составам, используемым в патронах или зарядах с кольцевым воспламенением, а именно капсюльным смесям. .
Изобретение относится к воспламенительному составу, который может быть использован как для механических, так и для электрических систем зажигания, например в системах безопасности автомобиля, в боеприпасах и картушных зарядах для устройств с чекой.
Изобретение относится к области воспламенительных составов для электровоспламенителей. .
Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно к осветительным составам. Пиротехнический осветительный состав содержит (мас.%): нитрат натрия 20-30, магниевый порошок 55-66, добавку, активирующую горение - фторкаучук 8-14 и технологическую добавку - фторопласт 6-1.

Изобретение относится к пиротехническим составам, включающим мелкодисперсное металлическое горючее и цветообразующий нитратный окислитель, а именно к пиротехническим составам цветного огня, используемым для изготовления фейерверков и салютов, для проведения зрелищных и увеселительных мероприятий.
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к осветительным составам. Пиротехнический осветительный состав включает, в мас.%: нитрат натрия 44-50, магниевый порошок 37-40 и связующее, в качестве которого содержит смесь гипса или криолита 9-10 с канифолью сосновой 3-4 и технологическую добавку - масло индустриальное 1-2.
Изобретение относится к пиротехнике, более конкретно к составам, содержащим мелкораздробленный металл в комбинации с кислородвыделяющим веществом, а именно с неорганической солью азоткислородной кислоты, предназначенным для создания фотоосветительной вспышки.
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования белого огня при химическом взаимодействии нескольких твердых веществ.
Изобретение относится к пиротехническим составам, способным при горении выделять световую энергию для освещения местности ночью. Пиротехнический осветительный состав включает, мас.%: магниевый порошок 65,0-80,0, нитрат натрия 15,1-29,4, канифоль 0,4-0,6, индустриальное масло 1,1-1,9, политетрафторэтилен 2,0-4,0, стеариновую кислоту, или стеарат кальция, или стеарат магния, или стеарат натрия 0,1-0,6.
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим сигнальным составам красного и зеленого огней для изготовления сигнальных средств, в частности сигнальных патронов, а также фейерверочных изделий.
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 относится к пиротехнике, а именно к составам для функционального покрытия бенгальских свечей. .
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.

Шашка-детонатор для промышленного взрывания содержит один или два сквозных канала и гнездо под капсюль, изготавливается заливкой из смесевого взрывчатого вещества, содержащего 50-70 мас.% тротила и 50-30 мас.% пентаэритрита тетранитрат, не прошедшего стадию перекристаллизации, в цилиндрическую оболочку из полимерного материала или многослойной бумаги толщиной 0,5-3,0 мм.
Наверх