Пиротехнический сигнальный состав красного огня
Владельцы патента RU 2744660:
Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" (RU)
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим сигнальным составам красного огня для изготовления сигнальных средств, в частности сигнальных элементов, используемых в дробовых патронах. Пиротехнический сигнальный состав красного огня содержит, мас.%: стронций азотнокислый 25-43, магний 14-31, поливинилхлорид 8-12, калий хлорнокислый 5-8, фенолформальдегидную смолу или нитропленку 4-7, калий азотнокислый 6-26,2, серу 0,8-3,5, уголь 1,2-5,3. Изобретение направлено на получение пиротехнического состава, обладающего в прессованном виде надежностью воспламенения с высокой скоростью при выстреле от продуктов горения вышибного заряда пироксилинового пороха охотничьего патрона и высокими значения силы света и чистоты цвета пламени. 3 пр.
Изобретение относится к пиротехнике, а конкретно к пиротехническим сигнальным составам красного огня, и может быть использовано для изготовления сигнальных средств, в частности сигнальных элементов, используемых в дробовых целеуказательных охотничьих патронах.
Пиротехнический сигнальный состав, предназначенный для применения в сигнальных элементах охотничьих патронов должен легко воспламеняться от продуктов сгорания вышибного заряда патрона и устойчиво гореть при резком сбросе давления после выстрела и полете элемента в воздухе.
Также сигнальный состав должен иметь высокую скорость горения, при которой обеспечиваются необходимые сила света пламени и сгорание сигнального элемента в воздухе (для исключения падения горящего элемента на землю).
Для хорошей видимости состав должен обладать высокой чистотой цвета пламени.
С учетом изложенного, для выбора сигнального состава красного огня для сигнального элемента, предназначенного для применения в охотничьих патронах, был проведен патентный поиск технических решений и анализ научно-технической информации по поиску сигнальных составов красного огня, способных надежно воспламеняться от продуктов сгорания заряда вышибного пороха охотничьего патрона и имеющих относительно высокую скорость горения (4 -5 мм/с).
В известных штатных сигнальных элементах для обеспечения надежного инициирования воспламенения и обеспечения стабильного горения шашки сигнального состава используются подпрессовки воспламенительного состава и переходного состава. То есть в известных сигнальных элементах первоначально воспламеняется и горит подпрессовка воспламенительного состава, далее - переходного состава и в последнюю очередь воспламеняется и горит сигнальный состав.
Имеется ряд пиротехнических сигнальных составов красного огня. Например, состав по патенту США №8216403 от 14.01.2011 г, содержащий следующие компоненты (в % по массе):
| магний | 22-38 |
| связующее | |
| (смола плюс отвердитель) | 4-7,5 |
| нитрат стронция | 40-60 |
| поливинилхлорид | 11-16 |
Элементы, изготовленные из данного состава, обеспечивают при горении достаточную силу света и невысокую чистоту цвета пламени (80%). Для инициирования воспламенения и обеспечения устойчивого горения элементов из этого состава необходима подпрессовка к элементу переходного состава и воспламенительного состава, что, как отмечалось ранее не позволяет использовать сигнальный состав в сигнальном элементе для целеуказательных охотничьих (и других специальных) патронов. Кроме того, состав в прессованном виде имеет небольшую скорость горения (менее 2 мм/с)
Известный по патенту США №7988801 от 12.12.2008 г состав содержит следующие компоненты (в % по массе):
| магний | 10-30 |
| бор | 5 |
| медь | 10 |
| нитрат стронция | 50-65 |
| поливинилхлорид | 6-12 |
| связующее | 4-7,5 |
Данный состав имеет низкую чистоту цвета пламени (65-68%), что связано с малым содержанием в рецептуре хлорирующего агента -поливинилхлорида. Также состав обладает низкой воспламеняемостью и нестабильным характером горения с образованием большого количества конденсированных продуктов сгорания.
По числу совпадающих существенных признаков в качестве прототипа выбран состав по патенту РФ №2528257 от 23.04.2013 г, содержащий в рецептуре следующие компоненты (в % по массе):
| нитрат стронция или бария | 37-59 |
| магний | 12-30 |
| поливинилхлорид | 10-20 |
| фенолформальдегидная смола | 4-6 |
| калий хлорнокислый | 5-17 |
Данный состав имеет высокие значения силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени. Поэтому используется в ряде штатных изделий в виде прессованных элементов с подпрессовкой к ним переходного состава и воспламенительного состава. Однако при отсутствии подпрессовок переходного и воспламенительных составов надежное воспламенение и стабильное горение элементов из этого состава не обеспечивается. Поэтому данный состав не возможно применить в сигнальных элементах охотничьих патронов.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание пиротехнического сигнального состава красного огня, способного к надежному воспламенению и стабильному горению с высокой скоростью (более 4 мм/с) в прессованном виде (в виде элемента) без применения подпрессовок переходного и воспламенительного составов от продуктов сгорания вышибного заряда охотничьего патрона из бездымного пироксилинового пороха.
Технический результат достигается тем, что известный пиротехнический сигнальный состав, содержащий стронций азотнокислый, магний, поливинилхлорид, калий хлорнокислый, фенолформальдегидную смолу или нитропленку, согласно изобретению дополнительно содержит калий азотнокислый, серу и уголь при следующем соотношении компонентов (в % по массе):
| стронций азотнокислый | 26-33 |
| магний | 21-27 |
| поливинилхлорид | 7,8-9,6 |
| калий хлорнокислый | 5-6,5 |
| фенолформальдегидная смола | |
| или нитропленка | 4-5 |
| калий азотнокислый | 15-26,3 |
| сера | 2-3,5 |
| уголь | 3-5,3 |
Отличительные признаки обеспечили надежную воспламеняемость и стабильное горение предложенного состава в прессованном виде без подпрессовки воспламенительного и переходного состава от продуктов сгорания вышибного заряда из бездымного (пироксилинового) пороха охотничьего патрона и высокую для сигнального состава скорость горения (4,1-5 мм/с). При этом светотехнические характеристики (сила света, чистота цвета пламени) предложенного сигнального состава значительно выше, чем у прототипа.
Изготовление заявленного пиротехнического состава производится по типовой технологии, применяемой в пиротехнической подотрасли.
Первоначально перемешиваются в смесителе порошкообразные компоненты: стронций азотнокислый, магний, поливинилхлорид, калий хлорнокислый (в течение 5 минут). Далее добавляется раствор фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте или раствор нитропленки в ацетоне и проводится перемешивание в течение 5 минут. В последнюю очередь в смеситель добавляются калий азотнокислый, сера, уголь и состав перемешивается 5-7 минут.
Составы для сравнительных испытаний изготавливали на промышленном смесителе. Составы после приготовления в смесителе проходили операции грануляции и провяливания.
Компоненты, входящие в рецептуру предлагаемого состава, имеют достаточную сырьевую базу, выпускаются отечественной промышленностью.
Заявленный пиротехнический состав обладает высокой химической стойкостью, физико-химической стабильностью и допустимой для промышленного производства чувствительностью к удару и трению.
Испытуемые образцы состава (элементы) изготавливали методом глухого прессования в металлические корпуса черт. МГИФ.714621.024 ∅вн=5,8 мм, ∅нар=6,8 мм и высотой 12 мм. Давление прессования образцов предлагаемого состава и прототипа составляло 1500 кгс/см2.
Стендовые испытания элементов с определением светотехнических характеристик проводились в фотокамере малой модели ГОСТ 2389.
Воспламеняемость элементов (в %) от продуктов сгорания вышибного заряда (пироксилиновый порох) и время горения определялись стрельбой десяти охотничьих патронов 12 калибра из пусковой установки. Скорость горения элемента определялась исходя из времени его горения и высоты элемента.
Рецептуры вариантов предлагаемого состава и образца прототипа представлены в таблице. В этой же таблице представлены характеристики сигнальных элементов, изготовленных из составов образца и прототипа.
Представленный в таблице сопоставительный анализ результатов испытаний образцов, изготовленных из сигнальных составов предложенного технического решения, и образца прототипа, показал, что:
- сигнальные элементы, изготовленные из образцов предложенного состава, надежно воспламеняются от действия продуктов сгорания вышибного заряда (пироксилинового пороха) охотничьего патрона;
- сигнальные элементы, изготовленные из состава-прототипа, в вышеуказанных условиях не воспламеняются;
- скорость горения и сила света пламени элементов из предлагаемого состава значительно выше чем у элементов, изготовленных из состава-прототипа;
- чистота цвета пламени элементов из предложенного состава не ниже, чем у состава-прототипа.
Необходимо также отметить, что при использовании в качестве связующего нитропленки сила света пламени у элементов несколько выше.
Сигнальные элементы черт. МГИФ.773119.001, изготовленные из предложенного состава, испытывались в составе охотничьего патрона 12 калибра после предварительного термостатирования последних при температуре минус 30°С и плюс 50°С в течение 2-х часов и выдержанных при нормальных условиях.
Испытаниями установлено, что сигнальные элементы надежно воспламеняются (100%),стабильно горят при полете, обеспечивая свечение красного цвета начиная с 10 м от дульного среза ствола в течение необходимого времени (0,2-0,3 с).
Пиротехнический сигнальный состав красного огня, содержащий стронций азотнокислый, магний, поливинилхлорид, калий хлорнокислый, фенолформальдегидную смолу или нитропленку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит калий азотнокислый, серу, уголь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| стронций азотнокислый | 25-43 |
| магний | 14-31 |
| поливинилхлорид | 8-12 | |
| калий хлорнокислый | 5-8 |
фенолформальдегидная смола
| или нитропленка | 4-7 | |
| калий азотнокислый | 6-26,2 |
| сера | 0,8-3,5 | |||
| уголь | 1,2-5,3 |
