Способ получения одноосновного сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения одноосновного 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 проводят трехкратную горячую промывку 1 мас. ч. пороха в 3,0-3,5 мас. ч. воды при температуре 90-97°С в течение 60-70 минут. Изобретение позволяет повысить качество промывки, т.е. уменьшение содержания этилацетата в одноосновных сферических порохах, так как повышенная массовая доля инертного растворителя в порохе снижает его энергетические характеристики. 1 табл., 5 пр.

 

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

Известны способы получения сферических порохов путем растворения нитратов целлюлозы (НЦ) или НЦ с наполнителем в этилацетате (ЭА) в водной среде. Получаемый пороховой лак в присутствии эмульгаторов диспергируется на сферические частицы заданного размера. После этого производится обезвоживание частиц, отгонка ЭА, промывка гранул, сортировка и сушка [1-3]. Получаемые СФП имеют определенные насыпные плотности, регулируемые количеством вводимого обезвоживающего агента (сульфата натрия) и режимами отгонки растворителя. Недостатком способов является повышенное содержание ЭА готовой продукции.

Наиболее близким техническим решением является способ получения сферического пороха [4], включающий 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 течения 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 мелкой фракции. Далее проводят холодную промывку пороха в течение 30-40 минут при температуре до 30°С, после чего пороховую суспензию массонасосом направляют в напорную емкость.

Недостатком прототипа является низкое качество промывки одноосновных порохов, особенно дисперсно-наполненных, в результате снижения скорости диффузии ЭА из объема гранулы к поверхности раздела «гранула - воздух» по сравнению с пластифицированной ниратцеллюлозной матрицей.

Целью изобретения является повышение качества промывки, т.е. уменьшение содержания ЭА в одноосновных СФП, так как повышенная массовая доля инертного растворителя в порохе снижает его энергетические характеристики.

Поставленная цель достигается в способе получения одноосновного сферического пороха, включающем получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую промывку, сортировку и сушку, отличается тем, что проводят трехкратную горячую промывку 1 мас. ч. пороха в 3,0-3,5 мас. ч. воды при температуре 90-97°С в течение 60-70 минут. Содержание ЭА в порохе после отгонки растворителя зависит от состава и структуры (пористости) пороха. В одноосновных пористых порохах (30-40%) остаточное содержание ЭА составляет 2,5-3,5 мас.%, в то время как в двухосновных СФП с содержанием нитроглицерина 12-14 мас.% доля остаточного ЭА составляет 0,8-1,2 мас.%. Для дисперсно-наполненных одноосновных СФП остаточное содержание ЭА может повышаться до 4-5 мас.% в зависимости от количества вводимого наполнителя. Чем больше наполнителя в составе пороха, тем выше пористость и, следовательно, влагосодержание и доля остаточного ЭА. Кроме того, отсутствие пластификатора (нитроглицерина) замедляет скорость диффузии ЭА из пороховых гранул. Поэтому, чтобы обеспечить необходимое качество пороха, требуется осуществление более интенсивных режимов промывки для удаления остаточного растворителя.

Предлагается проводить трехкратную промывку одноосновных порохов при температуре 90-97°С. Такой температурный предел ограничен температурой кипения воды. Длительность каждой промывки составляет 60-70 минут. В течение этого времени происходит насыщение воды ЭА до равновесного состояния. Поэтому дальнейшее увеличение длительности промывки нецелесообразно.

Промывку проводят при соотношении порох : вода = 1:3-3,5. Снижение модуля по воде затрудняет перемешивание продукта в промывной емкости, а увеличение модуля по воде более 3,5 снижает производительность фазы.

Примеры выполнения способа промывки одноосновного СФП, в том числе наполненного, в пределах граничных условий, за их пределами, а также по известному способу приведены в таблице.

Пример 1

В промывную емкость заливают воду из расчета 3 мас. ч. на 1 мас. ч. пороха, включают мешалку и перемешивают находящийся там после декантации маточной воды порох с одновременным подъемом температуры до 90°С. По достижении этой температуры содержимое реактора перемешивают 60 минут при 90°С, отключают обогрев и перемешивание и после 5-10 минутного отстоя удаляют воду. Вновь заливают 3 мас. ч. воды, включают мешалку и подогрев и осуществляют процесс аналогично первой промывке. Также проводят третью горячую промывку. После слива третьей промывной воды в аппарат дозируют холодную воду, порох перемешивают 10-15 минут и пороховую суспензию направляют в напорную емкость.

Остальные примеры выполняются аналогично.

Из данных таблицы видно, что одноосновные СФП, изготовленные по заявленным режимам промывки, после сушки содержат в своем составе ЭА в количестве 0,45-0,65 мас.%, что является допустимым для порохов, не содержащих пластификатор. Баллистические характеристики пороха не приводятся, потому что для применения его в конкретных системах необходимы, например, определенный фракционный состав и проведение флегматизации для создания прогрессивности горения метательного заряда, что не входит в предмет данного изобретения. Но непременным условием повышения энергетических характеристик является минимизация инертных компонентов в составе пороха.

Изготовление пороха за пределами граничных условий приводит к повышению содержания ЭА, что нежелательно при создании высокоэнергетических композиций.

Литература

1. Патент РФ 1806462, С06В 21/00, 1991.

2. Патент РФ 2439041, С06В 21/00, 2012.

3. Патент РФ 2226184, С06В 21/00, 2002.

4. Патент РФ №2497787, С06В 21/00, 2013.

Способ получения одноосновного сферического пороха, включающий получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую промывку, сортировку и сушку, отличающийся тем, что проводят трехкратную горячую промывку 1 мас. ч. пороха в 3,0-3,5 мас. ч. воды при температуре 90-97°С в течение 60-70 минут.