способ получения сферического пороха

Формула изобретения

Способ получения сферического пороха, включающий обработку пороха водной флегматизирующей эмульсией, содержащей в виде флегматизатора динитротолуол и централит I, для чего в реактор заливают по отношению к пороху 3,0-3,5 мас. ч. воды, загружают сферический порох и ведут при перемешивании нагрев суспензии, после чего флегматизирующую эмульсию при той же температуре сливают в реактор и ведут процесс флегматизации пороха в течение 30-50 мин, отличающийся тем, что в качестве пороха используют сферические пороховые элементы с размером 0,4-0,7 мм, состоящие из нитроцеллюлозы, дифениламина, графита, этилацетата и влаги, с насыпной плотностью 0,940-0,980 кг/дм³, суспензию готовят в аппарате-флегматизаторе с нагреванием до температуры 94-98°С, флегматизирующую эмульсию готовят в эмульсификаторе из воды, 2,0-4,0 мас.% динитротолуола и 4,5-6,5 мас.% централита I по отношению к пороху, с концентрацией динитротолуола и централита I в водной среде, равной 2,0-3,5 мас.%, при перемешивании в течение 20-30 мин и нагревании до температуры 94-98°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения сферических порохов для спортивно-охотничьего стрелкового оружия.

В патентах США [1, 2] представлены способы получения сферического пороха (СФП) для стрелкового оружия, заключающиеся в получении пороха путем растворения нитроцеллюлозы в растворителе, диспергировании полученного порохового лака на сферические частицы, обезвоживании и отгонке растворителя из них, с последующей флегматизацией пороховых элементов. Недостатком этих способов является то, что полученные пороха не обеспечивают баллистические характеристики для спортивно-охотничьего нарезного оружия.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ получения сферического пороха (патент RU 2244699 С2, С06В 21/00, опубл. 20.01.2005 г.), включающий приготовление суспензии пороха, для чего в реактор заливают по отношению к пороху 3,0 3,5 мас. ч. воды, загружают порох, перемешивают и нагревают до температуры 85 95°С, затем вводят флегматизатор в виде 1,5 3,5% водной эмульсии, приготовленной из воды, динитротолуола и централита I, нагретой до той же температуры, обработку пороха флегматизатором ведут в реакторе в течение 20 60 минут.

Недостатком данного способа получения СФП является то, что полученный сферический порох имеет низкую стабильность баллистических характеристик.

Целью изобретения является повышение баллистических характеристик за счет флегматизации сферических порохов и снижение потерь флегматизирующих добавок.

Поставленная цель достигается тем, что полученный порох с размером пороховых элементов 0,4 0,7 мм, состоящий из нитроцеллюлозы, дифениламина, графита, этилацетата и влаги, с насыпной плотностью 0,940 0,980 кг/дм³, флегматизируют в аппарате - флегматизаторе, в который заливают по отношению к пороху 3,0 3,5 мас. ч. воды, загружают СФП и ведут при перемешивании нагрев суспензии до температуры 94 98°С, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую по отношению к пороху из 2,0 4,0 мас.% динитротолуола (ДНТ), 4,5 6,5 мас.% централита I (Ц I), с концентрацией ДНТ и Ц I в водной среде равной 2,0 3,5 мас.% при перемешивании в течение 20 30 минут, нагревают до температуры 94 98°С, сливают в аппарат-флегматизатор и ведут процесс флегматизации СФП в течение 30 50 минут.

Проведенными авторами исследованиями установлено, что при приготовлении флегматизирующей эмульсии вводится защитный коллоид от 0,2 до 1,0 мас.% по отношению к флегматизатору (Ц I, ДНТ). Флегматизирующая эмульсия состоит из частиц флегматизатора размером от 5 до 40 микрон. Каждая частица, для сохранения в потоке устойчивости, покрывается оболочкой защитного коллоида, предотвращающей коалесценцию частиц. После слива эмульсии в аппарат-флегматизатор пороховые частицы покрываются защитным коллоидом. При высаждении флегматизатора на поверхность пороховых частиц приходится преодолевать энергетические барьеры, при этом происходит разрушение защитных оболочек, как на пороховых элементах, так и на частицах флегматизатора. С уменьшением размера частиц флегматизатора в эмульсии усложняется осаждение частиц флегматизатора на поверхности пороховых частиц, и после завершения процесса флегматизации частицы эмульсии уходят с маточным раствором. Так, например, в аппарат-флегматизатор для флегматизации пороха по расчету вводится 2,0 мас.% ДНТ и 5,0 мас.% Ц I, а по физико-химическому анализу в составе пороха остается 1,8 мас.% ДНТ и 4,8 мас.% Ц I. В зависимости от временных и температурных режимов приготовления флегматизирующей эмульсии, флегматизации пороха потери флегматизатора от операции к операции флегматизации пороха могут изменяться. Все это приводит к изменению баллистических характеристик.

По разработанному авторами способу флегматизации СФП флегматизирующая эмульсия без защитного коллоида значительно полнее высаживается на поверхность пороховых элементов. При этом обеспечивается равномерное распределение и диффузия флегматизатора в поверхностные слои пороховых элементов. Все это обеспечивает получение стабильных баллистических характеристик, снижает потери флегматизатора и дает возможность повторного использования маточного раствора для последующей флегматизации пороха.

Примеры выполнения способа получения СФП в пределах граничных условий (примеры 1 3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Пример 1. В аппарат-флегматизатор заливается 300 л воды и загружается 100 кг СФП, состоящего из пироксилина 1 Пл, дифениламина, этилацетата и воды, с размером пороховых элементов 0,4 0,7 мм и насыпной плотностью 0,940 кг/дм³, при перемешивании нагревается до температуры 94°С. Одновременно в эмульсификаторе готовится флегматизи-рующая эмульсия, состоящая по отношению к пороху из 2,0 мас.% ДНТ и 4,5 мас.% Ц I. Концентрация флегматизатора в водной среде составляет 2,0 мас.%. Эмульсия в эмульсификаторе готовится при перемешивании в течение 20 минут и при достижении температуры 94°С сливается в аппарат-флегматизатор, где проводится флегматизация пороха в течение 30 минут.

Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Пример 2. В аппарат-флегматизатор заливает 325 л воды и загружается 100 кг СФП, состоящего из пироксилина 1 Пл, дифениламина, этилацетата и воды, с размером пороховых элементов 0,4 0,7 мм и насыпной плотностью 0,960 кг/дм³, при перемешивании нагревается до температуры 96°С. Одновременно в эмульсификаторе готовится флегматизирующая эмульсия, состоящая по отношению к пороху из 3,0 мас.% ДНТ и 5,5 мас.% Ц I. Концентрация флегматизатора в водной среде составляет 2,75 мас.%. Эмульсия в эмульсификаторе готовится при перемешивании в течение 25 минут и при достижении температуры 94°С сливается в аппарат-флегматизатор, где проводится флегматизация пороха в течение 40 минут.

Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Пример 3. В аппарат-флегматизатор заливается 350 л воды и загружается 100 кг СФП, состоящего из пироксилина 1 Пл, дифениламина, этилацетата и воды, с размером пороховых элементов 0,4 0,7 мм и насыпной плотностью 0,980 кг/дм³ и при перемешивании нагревается до температуры 98°С. Одновременно в эмульсификаторе готовится флегматизирующая эмульсия, состоящая по отношению к пороху из 4,0 мас.% ДНТ и 6,5 мас.% Ц I. Концентрация флегматизатора в водной среде составляет 3,5 мас.%. Эмульсия в эмульсификаторе готовится при перемешивании в течение 30 минут и при достижении температуры 98°С сливается в аппарат-флегматизатор, где проводится флегматизация пороха в течение 50 минут.

Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Спортивно-охотничий патрон калибра 7,62 мм должен иметь следующие характеристики: средняя скорость полета пули - 735 756 м/с, разброс скорости полета пуль в серии выстрелов - не более 10 м/с, давление пороховых газов, МПа: среднее - не более 289,2, наибольшее - не более 308,8, разброс между максимальным наибольшим и наименьшим давлениями пороховых газов - не более 14,7.

Из приведенных данных таблицы видно, что полученный сферический порох в пределах граничных условий (примеры 1 3) удовлетворяет требования баллистических характеристик, а за пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный сферический порох не удовлетворяет требованиям баллистических характеристик.

Литература

1. Патент США № 2843584.

2. Патент США № 3378545.

3. Патент РФ № 1808190 (МПК С06В 21/00).