Пиротехнический осветительный состав

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к осветительным составам. Пиротехнический осветительный состав включает, мас. %: окислитель - нитрат бария 41-47, магниевый порошок 42-44 в качестве металлического горючего, в качестве органического горючего 25%-ный раствор канифоли в олифе 4-5 и криолит 4-5 в качестве цветопламенной добавки, а также карбонат магния 3-5 в качестве диспергатора шлаков в волне горения. Изобретение обеспечивает получение высоких характеристик осветительного состава по скорости горения, яркости и спектру оптического излучения видимой области, преимущественно 0,5-0,6 мкм. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно к осветительным составам, включающим нитраты щелочных и щелочноземельных металлов.

Уровень данной области техники характеризует пиротехнический осветительный состав, содержащий (мас. %): 55 нитрат бария и 7 нитрат стронция - окислители, 52 магниевый порошок - металлическое горючее и 3 льняное масло - органическое горючее связующее, описанный в книге А.А. Шидловского Основы пиротехники. М.: «Машиностроение», 1973, с. 149, состав №20.

Указанный состав по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному пиротехническому осветительному составу.

При горении известного состава продукты химического взаимодействия нитрата бария излучают зеленым цветом, а нитрата стронция - красным, что при их взаимодействии сдвигает частоту излучения в сторону светлых тонов видимого диапазона спектра светового излучения за счет интерференции различных волн оптического излучения.

Недостатком известного состава является дефицитность импортного продукта - нитрата стронция (цветопламенной добавки) и экссудация льняного масла при уплотнении состава в заряды, что ограничивает возможность серийного производства.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и технологичности осветительного состава.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный пиротехнический осветительный состав, включающий окислитель - нитрат бария, магниевый порошок в качестве металлического горючего и органическое горючее связующее, согласно изобретению содержит в качестве органического горючего связующего 25%-ный раствор канифоли в олифе и криолит в качестве цветопламенной добавки, а также карбонат магния в качестве диспергатора шлаков в волне горения при следующем соотношении компонентов, мас. %:

нитрат бария 41-47
магниевый порошок 42-44
криолит 4-5
карбонат магния 3-5
раствор канифоли 4-5

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили получение требуемых характеристик модифицированного осветительного состава по скорости горения, яркости и спектру оптического излучения видимой области, преимущественно 0,5-0,6 мкм.

Оптимальный количественный состав предложенной смеси компонентов осветительного пиротехнического состава был рассчитан по математической модели планирования эксперимента и проверен испытаниями опытных образцов зарядов, изготовленных при различном массовом соотношении компонентов для определения уровня показателей назначения.

При содержании в пиротехническом составе нитрата бария больше 47 мас. % нет улучшения показателей назначения по яркости и насыщенности светового излучения генерируемых при горении газоаэрозольных продуктов.

При содержании в пиротехническом составе нитрата бария меньше 41 мас. % температура и скорость горения снижается, ухудшая интенсивность и яркость излучения.

При содержании в пиротехническом составе магниевого порошка больше 44 мас. % резко сокращается время функционирования осветительного заряда.

При содержании в пиротехническом составе магниевого порошка меньше 42 мас. % не в полной мере реакционно используются компоненты, в результате чего яркость излучения неудовлетворительная.

Криолит (химическая формула Na3AIF6), при горении состава смещает спектр излучения монохромным зеленым цветом нитрата бария к ярко белому, что увеличивает светимость и яркость пламени факела.

При содержании в пиротехническом осветительном составе криолита меньше 4 мас. % не обеспечиваются заданные параметры светового излучения.

Содержание в пиротехническом осветительном составе криолита больше 5 мас. % является балластным, так как этот малоактивный компонент тормозит горение состава, при котором не обеспечивается в полном объеме генерирование твердых излучающих частиц дисперсной фазы (AIN3, NaF, MgO).

Смесь раствора канифоли в олифе с карбонатом магния образует вяжущую композицию, которая обеспечивает цементацию состава и каркасность зарядов из него.

При содержании в пиротехническом составе карбоната магния меньше 3 мас. % образуется недостаточный объем генерируемого диоксида углерода для полного диспергирования излучающих твердых частиц в газоаэрозольной фазе, в которой наблюдается дефицит MgO, окрашивающий пламя ярким белым цветом.

Содержание в составе карбоната магния больше 5 мас. % является балластным.

При введении в пиротехнический состав раствора канифоли в олифе меньше 4 мас. % не обеспечиваются технологические параметры состава.

При введении в пиротехнический состав раствора канифоли в олифе больше 5 мас. % нет заметного улучшения каркасности и прочностных характеристик зарядов.

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

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 пиротехнического осветительного состава можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.

Количественное соотношение компонентов предложенного светового пиротехнического состава было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и нашло подтверждение по результатам опытной проверки функционирования зарядов по назначению: достижению максимальной силы света факела при горении зарядов, компоненты которых содержатся в пределах выбранных диапазонов.

Характерные составы для испытаний, в которых компоненты содержатся в предложенных диапазонах массового соотношения, за пределами оптимизированных диапазонов и в границах количественного содержания компонентов по изобретению, представлены в Таблице.

Таблица
Количественное содержание компонентов испытанных составов
Компоненты Содержание компонентов (мас. %) в составах
1 2 3 4 5
нитрат бария 40 41 45 47 48
магниевый порошок 43 44 44 42 41
криолит 7 5 4 4 3
карбонат магния 5 5 3 3 6
канифоль в олифе 5 5 4 4 2

Результаты испытаний зарядов из предложенной композиции показали, что составы 2-4 гарантированно обеспечивают заданные параметры показателей основного назначения, концентрации генерируемого дыма, его кроющей способности и технологических свойств состава для приготовления и переработки в серийном производстве.

Состав 1 горит с низкой скоростью, что тормозит генерирование излучающего форса пламени, светимость и яркость которого неудовлетворительны по условиям эксплуатационных требований.

Состав 5 характеризуется недостаточной яркостью оптического излучения, сила света которого падает, при этом ухудшаются технологические свойства композиции и служебные характеристики зарядов из нее.

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

В смеситель загружают 43±2 мас. % нитрата бария, 43±1 мас. % магниевого порошка, 4±1 мас. % карбоната магния и 4,5±0,5 мас. % криолита, после чего перемешивают в течение 10-15 минут для достижения равномерного распределения компонентов в объеме.

Затем в смеситель добавляют предварительно приготовленный 25%-ный раствор канифоли в олифе в количестве 4,5±0,5 мас. % и перемешивают в течение 5-7 минут, в результате чего сухие порошки равномерно покрываются тонкой пленкой связующего.

Полученную композицию, которая автоматически объемно дозируется, далее направляют на уплотнение в заряды прессованием.

Пиротехнический состав по настоящему изобретению технологичен для серийного производства осветительных зарядов для поставки заказчикам.

Пиротехнический осветительный состав, включающий окислитель - нитрат бария, магниевый порошок в качестве металлического горючего и органическое горючее связующее, отличающийся тем, что содержит криолит в качестве цветопламенной добавки, карбонат магния в качестве диспергатора шлаков в волне горения, а в качестве органического горючего связующего содержит 25%-ный раствор канифоли в олифе при следующем соотношении компонентов, мас. %:

нитрат бария 41-47
магниевый порошок 42-44
криолит 4-5
карбонат магния 3-5
раствор канифоли в олифе 4-5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам. Взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивают энергетику реакции.

Изобретение относится к взрывчатым веществам (ВВ) смесевого типа. ВВ содержит в качестве горючего: боргидриды лития, алюминия, лития-алюминия, кремния, бериллия, диборан или тетраборан и гидриды лития, алюминия, лития-алюминия, кремния или бериллия, а в качестве окислителя: динитрамид аммония, нитрат аммония, пятиокись азота или нитрат бора.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к воспламенительно-зажигательным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение функционального снаряжения различных специальных изделий и боеприпасов.
Изобретение относится к пиротехническим составам, а именно к искрофорсовым пиротехническим составам для фейерверков и салютов, используемых для проведения зрелищных и увеселительных мероприятий.
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим составам для иллюминации, увеселительных, зрелищных и сигнальных целей, и может быть использовано для изготовления фейерверков и салютов.
Изобретение относится к пиротехническим составам, способным при горении выделять световую энергию для освещения местности ночью. Пиротехнический осветительный состав включает, мас.%: магниевый порошок 40,0-55,0, нитрат бария 30,0-44,0, фенолформальдегидную смолу 5,0-6,0, политетрафторэтилен 1,0-1,5, порошок алюминиево-магниевого сплава 8,5-9,0.
Изобретение относится к пиротехнике, в частности к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования цветного огня при горении, от химического взаимодействия нескольких твердых веществ.
Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно, к воспламенительным пиротехническим составам для поджига бенгальских свечей. .

Изобретение относится к области разработки смесевых металлизированных твердых топлив. .
Изобретение относится к средствам для образования аэрозоля, а более конкретно к пиротехническим составам, горение которых происходит в пульсирующем режиме, с периодическими вспышками цветного пламени, создающими эффект мерцания, и предназначенных для изготовления сигнальных и фейерверочных изделий.

Изобретение относится к артиллерии и к огнестрельному оружию, а именно к зарядам для легкогазового оружия. Рассмотрены заряды к легкогазовому оружию, содержащие в качестве горючего - боргидрид и гидрид лития, алюминия, лития-алюминия, кремния (силан), бора (бораны) или бериллия, а в качестве окислителя - динитрамид аммония, нитрат аммония, пятиокись азота, нитрат бора, нитрат бериллия, борную кислоту. Заряд имеет в качестве замедляющей добавки ортоборную кислоту и добавочное количество борана со следующим соотношением компонентов: тетраборан - 17,74±10 мас.%, борная кислота - 82,26±20 мас.%. Для предотвращения взрыва взрывоопасные компоненты, дающие в смеси взрывоопасную смесь, расположены в цилиндрической шашке спиральными объемными секторами или в конической шашке плоскими поперечными слоями. Заряд может иметь продольный канал. Изобретение обеспечивает повышение начальной скорости снарядов и пуль, за счет преимущественного выделения водорода, а также регулирование скорости горения заряда. 16 н. и 5 з.п. ф-лы.
Наверх