Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к производству сферических порохов к патронам стрелкового оружия. Способ предусматривает получение сферического пороха в реакторе с системой обогрева, включающей рубашку реактора, сборник, трубопроводы, в котором на стадиях формирования пороха в качестве теплоносителя в рубашку реактора подают насыщенный пар с температурой 60-98°С под давлением 0,200-0,950 атм. Способ обеспечивает равномерный отвод тепла по всей поверхности стенки реактора, что приводит к улучшению баллистических характеристик порохов, увеличению производительности реакторов, исключению выбросов реакционной массы, снижению энергозатрат на изготовление сферических порохов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области производства сферических порохов (СФП), в частности стадии формирования пороховых элементов по водно-дисперсионной или экструзионно-дисперсионным технологиям, осуществляемым в обогреваемых реакторах с рубашкой и мешалкой.

Известен способ получения СФП в промышленных условиях [1] (принят в качестве аналога), в соответствии с которым обогрев реактора осуществляется путем заполнения системы обогрева конденсатом, подаваемым центробежным насосом в пароструйный подогреватель, где происходит нагрев конденсата острым паром, и нагретый конденсат-теплоноситель поступает в рубашку реактора, а затем - в расходный бак. Температура конденсата-теплоносителя регулируется количеством пара. При этом выделяющиеся из реактора пары растворителя проходят через ловушку для задержания воды и порохового лака.

В качестве прототипа может быть принят способ получения сферического пороха для патронов стрелкового оружия [2] с системой обогрева, характеризующийся тем, что первоначально заполняют систему обогрева реактора, включающую рубашку реактора, сборник и трубопроводы, водой, которую из сборника подают насосом в пароструйный обогреватель, смешивают с паром и полученную смесь в качестве теплоносителя подают в рубашку реактора с заданной температурой и обеспечением турбулентности потока смеси, при этом устанавливают разницу температур между входом и выходом смеси из рубашки реактора, равной 1-2°C.

Недостатком указанных аналога и прототипа является неэффективный нагрев реактора, обусловленный малым коэффициентом теплоотдачи от горячей воды к стенке реактора и соответственно реакционной среде (вода, растворитель, частицы порохового лака) в реакторе, многоконтурность (пар греет воду, вода - реактор), локальный нагрев стенки реактора на входе смеси в рубашку, ограничивающий температуру смеси или приводящий к выбросам порохового лака (об этом свидетельствует наличие ловушки) и к получению неоднородного пороха, инерционность системы нагрева, вследствие которого отгонка растворителя имеет большую продолжительность, снижая производительность реактора. При этом получаемый порох имеет низкую насыпную плотность - 0,926-0,945 кг/дм3, что после флегматизации не обеспечивает оптимальных баллистических характеристик пороха в составе 5,45-мм автоматных патронов.

Кроме того, в известном способе получения СФП, включая прототип, имеют место большие затраты тепловой и электрической энергии на нагрев конденсата-теплоносителя (воды). Количество нагреваемой воды в системе составляет 4 м3, которая постоянно циркулирует, перекачиваемая насосом с производительностью 45 м3/ч в течение всего процесса формирования 510-540 мин (реактор 6,5 м3).

Задачей изобретения является повышение производительности реактора формирования, повышение качества СФП, исключение выбросов порохового лака.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения СФП в реакторе с системой обогрева, включающей рубашку реактора, сборник, трубопроводы, согласно изобретению в качестве теплоносителя в рубашку реактора подают насыщенный водяной пар (далее пар) с температурой 60-98°С под давлением 0,200-0,950 ат.

Необходимая температура на всех стадиях процесса формирования СФП (приготовление и диспергирование порохового лака, обезвоживание лаковых частиц, отгонка растворителя при подъеме температуры до 95°С) устанавливаются по давлению насыщенного водяного пара в соответствии с его известными свойствами (Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1967, с. 821).

Отгонка растворителя из гранул при получении СФП предполагает равномерный подвод тепла по всей поверхности стенки реактора с целью обеспечения качества СФП, исключения локального перегрева и, как следствие, выброса порохового лака. Наилучшим образом равномерный подвод тепла достигается паром, при конденсации которого на поверхности реактора обеспечивается постоянство температуры. Кроме того, преимущество пара состоит в высоком коэффициенте теплоотдачи (пар - 4000-15000, вода - 200-10000 Вт/м2⋅град; там же, с. 383) и в большом количестве тепла, выделяемом при его конденсации (545 ккал/кг), что сокращает продолжительность стадии отгонки растворителя при получении СФП.

По предлагаемому способу, как по аналогу и прототипу, можно получать одно-, двухосновные СФП, например, для 5,6-мм мелкокалиберных патронов (нарезное оружие), охотничьих дробовых патронов 12 клб (гладкоствольное оружие), флегматизацией плотных гранул - для 7,62-мм карабинов и автоматов, 5,45-мм автоматов (нарезное оружие) и др.

Достигаемый положительный эффект подтверждается приведенными примерами, выполненными на реакторе формирования объемом 6,5 м3 путем нагрева его паром из парогенератора ПЭ-30-04 (производительность 150 кг/ч).

Опыты проводились при следующих параметрах, которые поддерживались постоянными на каждом опыте: загрузка реактора пороховой массой 650 кг (в пересчете на сухую массу); количество воды в реакторе 2550 л; количество растворителя (этилацетат) 1950 л. После приготовления порохового лака при температуре в реакторе 60-70°С (давление пара 0,203-0,318 ат) последовательно осуществлялись диспергирование лака на гранулы необходимых размеров, обезвоживание лаковых гранул. Затем проводилась отгонка растворителя: при постоянном значении температуры в рубашке реактора 85°С и достижении температуры в реакторе 74-76°С (давление пара 0,589 ат) - 1-я отгонка, подъеме температуры в рубашке до 98°С (давление пара 0,950 ат) и достижении температуры в реакторе 90-92°С - 2-я отгонка.

Оценивались продолжительность стадии отгонки растворителя, производительность, а также наличие или отсутствие выброса порохового лака из реактора (осмотр ловушки). Продолжительность стадий загрузки реактора, приготовления порохового лака, диспергирования, обезвоживания поддерживалась постоянной, равной 180 мин, что учитывалось при оценке производительности реактора. Выход годной фракции составлял 70% постоянно.

Производительность реактора (П) при формировании СФП по результатам опытов определялась по формуле П=Q⋅a/τ, где Q - загрузка реактора пороховой массой, кг; а - выход годной фракции, %; τ - продолжительность формирования, равная (180+τотг), мин; τотг - продолжительность отгонки, мин.

Примеры представлены в таблице:

Как видно из таблицы, по предлагаемому техническому решению достигается сокращение продолжительности отгонки относительно прототипа на 60-90 мин, производительность реактора повышается на 15-23% и до 40% - относительно штатного способа.

При этом изготовленный по заявленному способу двухосновный СФП после флегматизации обеспечивает оптимальные баллистические характеристики в 5,45-мм автоматном патроне (таблица):

Способ может быть использован при формировании водно-дисперсионным способом одно-, двух-, многоосновных СФП к патронам стрелкового оружия.

Источники информации

1. Гидро-, тепло-, массообменные процессы водно-дисперсионной технологии сферических порохов / Ю.М. Михайлов и др. - Казань, 2014. - 175 с.

2. Патент РФ №2458029, МПК С06В 21/00, 10.08.2012.

Способ получения сферического пороха к патронам стрелкового оружия в реакторе с системой обогрева, включающей рубашку реактора, сборник, трубопроводы, отличающийся тем, что на стадиях формирования пороха в качестве теплоносителя в рубашку реактора подают насыщенный водяной пар с температурой 60-98°С под давлением 0,200-0,950 атм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, малокалиберной артиллерии, в системе ближнего боя. Способ получения высокоплотных СФП включает приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде 1,8-2,5 мас.ч.

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов (СМ) для жестких сгорающих картузов. Материал имитатора жесткого сгорающего картуза включает связующее поливинилацетат, целлюлозу волокнистой формы со степенью размола 42-48°ШР в качестве армирующего компонента, порошкообразный наполнитель в виде древесной муки и влагу не более 3,0 мас.%.

Изобретение относится к получению сферических порохов для стрелкового оружия и малокалиберной артиллерии. Крупнодисперсный сферический порох получают приготовлением порохового лака, диспергированием его на сферические частицы с последующим удалением из них растворителя.

Изобретение относится к устройствам для кристаллизации периодического действия для получения кристаллов, предпочтительно перхлората аммония. Устройство содержит кристаллизатор 1, состоящий из металлического цилиндрического сосуда, внутренняя поверхность которого состоит из материала с твердостью по меньшей мере 120 НВ, предпочтительно по меньшей мере 200 НВ, цилиндрический сосуд имеет овальное или круглое поперечное сечение с коническим или вогнутым днищем 12, оборудованный вдоль его длины двойной рубашкой 4 для охлаждения раствора и/или суспензии раствора и кристаллов и высокоскоростным перемешивающим устройством 8 из материала с твердостью по меньшей мере 120 НВ, предпочтительно по меньшей мере 200 НВ, высокоскоростное перемешивающее устройство 8 оснащено приводом 9, обеспечивающим регулирование скорости и, следовательно, степени воздействия механического действия перемешивающего устройства на округлость кристаллов внутри сосуда вместе с внутренней поверхностью сосуда, содержащего по меньшей мере две перегородки 5 из материала с твердостью по меньшей мере 120 НВ, предпочтительно по меньшей мере 200 НВ, при этом сосуд оборудован по меньшей мере одним отверстием 10 сверху, соединенным по меньшей мере с одним независимым ответвлением контура циркуляции 11 снаружи для ввода нагретого раствора и/или нагретой суспензии раствора и кристаллов с помощью по меньшей мере одного циркуляционного насоса 2 через по меньшей мере один теплообменник 3 для обеспечения вместе с двойной рубашкой 4 регулируемых периодических изменений температур суспензии кристаллов вблизи кривой охлаждения, при этом соединительный трубопровод 13 соединен с днищем 12 сосуда кристаллизатора 1 и по меньшей мере с одним ответвлением контура циркуляции 11.

Изобретение относится к снаряжательной промышленности и может быть использовано для формирования разрывных зарядов из сыпучих взрывчатых составов методом прессования непосредственно в камере артиллерийских осколочно-фугасных боеприпасов.

Изобретение относится к получению газогенерирующих композиций, в частности композиционных порохов, которые могут применяться в пиропатронах различного назначения.
Изобретение относится к способу обработки отработанного твердого ракетного топлива, содержащего перхлорат аммония, порошкообразный алюминий и связующее вещество на основе каучука в качестве трех основных компонентов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано на предприятиях, ведущих взрывные работы при получении поризованной гранулированной аммиачной селитры на пунктах изготовления взрывчатых веществ.

Патрон // 2643058
Изобретение относится к патронам для стрелкового оружия, а также к патронам специального назначения, применяющимся во всевозможных стреляющих приспособлениях. Патрон содержит гильзу со средством инициирования, метательный заряд и необязательно метаемое снаряжение, причем в качестве метательного заряда используются тонкосводные пороха независимо от их первоначальной формы с удельной теплотой горения не менее 3,97 МДж/кг и толщиной горящего свода не более 0,15 мм.

Изобретение относится к конструкции смесительно-зарядных машин, используемых для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания шпуров и скважин при ведении подземных горных работ.

Изобретение относится к способу изготовления скрепленного с корпусом заряда смесевого ракетного твердого топлива формованием свободным литьем. Способ включает размещение в барокамере на подставке корпуса в сборе с каналообразующей технологической оснасткой, оснащенной литниковой системой, стыковку бункера через переходник с каналообразующей технологической оснасткой, загрузку топливной массы в бункер, вакуумирование барокамеры, корпуса и бункера, открытие сливного клапана и слив топливной массы в корпус с дистанционным контролем окончания процесса заполнения корпуса топливной массой, распрессовку каналообразующей технологической оснастки. Внутренний объем корпуса, предназначенный для размещения заряда, разделяют на две изолированные переднюю и заднюю секции тонкостенным неизвлекаемым элементом в виде поверхности вращения с осью, совпадающей с осью заряда, закрепляемым на внутренней поверхности корпуса и на каналообразующей технологической оснастке. Заполнение топливной массой обеих секций осуществляют одновременно за один технологический цикл слива находящейся в бункере топливной массы. Используют литниковую систему, содержащую два автономных тракта движения топливной массы в секции. Способ эффективен при получении зарядов секционного типа с тонкостенным неизвлекаемым элементом за счет обеспечения неизменности заданного положения и целостности неизвлекаемого элемента на всех стадиях изготовления заряда. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к производству сферических порохов к патронам стрелкового оружия. Способ предусматривает получение сферического пороха в реакторе с системой обогрева, включающей рубашку реактора, сборник, трубопроводы, в котором на стадиях формирования пороха в качестве теплоносителя в рубашку реактора подают насыщенный пар с температурой 60-98°С под давлением 0,200-0,950 атм. Способ обеспечивает равномерный отвод тепла по всей поверхности стенки реактора, что приводит к улучшению баллистических характеристик порохов, увеличению производительности реакторов, исключению выбросов реакционной массы, снижению энергозатрат на изготовление сферических порохов. 2 табл.

Наверх