способ флегматизации сферического пороха
Классы МПК: | C06B21/00 Способы или устройства для обработки взрывчатых веществ, например формование, резка, сушка |
Автор(ы): | Староверов Александр Александрович (RU), Гатина Роза Фатыховна (RU), Хацринов Алексей Ильич (RU), Староверова Елена Ивановна (RU), Староверов Виталий Александрович (RU), Абдулкаюмова Суфия Махмутовна (RU), Михайлов Юрий Михайлович (RU), Имамиева Айгуль Равилевна (RU), Башаров Мурат Камилевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-04-23 публикация патента:
10.11.2013 |
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, например охотничьего патрона 7,62×51 (308 Wm). Способ флегматизации СФП включает загрузку компонентов в реактор-флегматизатор, приготовление флегматизирующей эмульсии в эмульсификаторе и флегматизацию сферического пороха в реакторе-флегматизаторе после ввода флегматизирующей эмульсии из эмульсификатора. При этом предварительно в ажитаторе готовят водно-пороховую суспензию, которая по трубопроводу с помощью массонасоса циркулирует по замкнутому циклу. По необходимости навеску СФП набирают из циркуляционного трубопровода в сгуститель, где готовят водно-пороховую суспензию, а затем из сгустителя суспензию сливают в реактор-флегматизатор. Одновременно из эмульсификатора в реактор-флегматизатор сливают расчетное количество флегматизирующей эмульсии и ведут процесс флегматизации СФП. Способ обеспечивает безопасное ведение технологического процесса за счет механизации и автоматизаци фазы флегматизации и полного исключения ручного труда, снижение трудозатрат и себестоимости при изготовлении сферических порохов. 1 ил., 1 табл., 5 пр.
Формула изобретения
Способ флегматизации сферического пороха, включающий загрузку компонентов в реактор-флегматизатор, приготовление флегматизирующей эмульсии в эмульсификаторе и флегматизацию сферического пороха в реакторе-флегматизаторе после ввода флегматизирующей эмульсии из эмульсификатора, отличающийся тем, что первоначально в ажитаторе готовят водно-пороховую суспензию с концентрацией в воде 12-18 мас.%, которая по трубопроводу с помощью массонасоса циркулирует по замкнутому циклу, при необходимости навеску сферического пороха набирают из циркуляционного трубопровода в сгуститель, где готовят водно-пороховую суспензию с концентрацией 28-33 мас.%, затем из сгустителя суспензию сливают в реактор-флегматизатор, одновременно из эмульсификатора в реактор-флегматизатор сливают расчетное количество флегматизирующей эмульсии и ведут процесс флегматизации сферического пороха при температуре 94-98°C в течение 40-60 мин.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
Известен способ получения СФП для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения по заявке № 2010101649/05 (002226) от 19.01.2010 г., включающий получение пороха из пироксилина, флегматизацию дибутилфталатом (ДБФ), при этом для флегматизации берут СФП с насыпной плотностью 0,660 0,790 кг/дм3, изготовленный из мелкозерненого пироксилинового нефлегматизированного пороха с содержанием в нитроцеллюлозе оксида азота 209 210,5 мл NO/г, флегматизацию ведут в 3,0 3,5 мас.ч. воды на 1 мас.ч. частиц при 94 98°С в течение 30 40 минут, а ДБФ в количестве 1,5 3,5 мас.%, динитротолуол (ДНТ) в количестве 0,5 1,0 мас.% и защитный коллоид (клей мездровый) в количестве 0,1 0,2 мас.% по отношению к массе пороха вводят при перемешивании в виде 1,5 3,5% водной эмульсии.
Недостатком известного способа является то, что перед флегматизацией СФП отжимается до влажности 20 мас.%, после чего во флегматизатор заливается вода и вручную загружается порох. Все это приводит к большим трудозатратам, ручному управлению технологическим процессом и опасностью ведения технологического процесса, т.к. все операции ведутся в присутствии рабочего персонала.
В качестве прототипа авторами выбрана заявка № 2009115083/05 (020643) от 20.04.2009 г. (прототип) «Способ получения спортивно-охотничьего патрона 30 CARBINE (7,62×33)», включающий формирование сферических частиц пороха, их флегматизацию и сушку, при котором в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из 6 10 масс. частей воды, 1 масс. части флегматизаторов, где флегматизатор состоит из 6,5 8,5 мас.% централита I (Ц I) и 1,8 2,5 мас.% динитротолуола (ДНТ), по отношению к массе пороха, и 0,8 1,2 мас.% клея мездрового по отношению к воде, флегматизирующую эмульсию готовят при температуре 75 85°С в течение 20 30 минут с размером частиц 300 800 мкм, предварительно в реактор-флегматизатор заливают 2,5 3,5 части воды по отношению к массе пороха, при перемешивании в турбулентном потоке загружают порох, 0,8 1,2 мас.% клея мездрового по отношению к воде и ведут нагрев смеси до достижения температуры 92 98°С, сливают флегматизирующую эмульсию в один прием и ведут флегматизацию пороха при температуре 92 98°С в течение 50 70 минут.
Недостатком прототипа является то, что на фазе флегматизации преобладает ручной труд. Первоначально порох перед флегматизацией отжимается от воды до влажности ~20 мас.%, после чего порох вручную доставляется на фазу флегматизации. В реактор-флегматизатор заливается вода, вручную загружается СФП, который после промывки выгружается вручную в мешки. В данном случае, с точки зрения безопасности, процесс флегматизации СФП является трудоемким и опасным.
Целью изобретения является обеспечение безопасного ведения технологического процесса без присутствия рабочего персонала, снижение трудозатрат и себестоимости при изготовлении сферических порохов.
Поставленная цель достигается тем, что в ажитаторе первоначально готовят водно-пороховую суспензию с концентрацией в воде 12 18 мас.%, которая по трубопроводу с помощью массонасоса циркулирует по замкнутому циклу, при необходимости навеску СФП набирают из циркуляционного трубопровода в сгуститель, где готовят водно-пороховую суспензию с концентрацией 28 33 мас.%, затем из сгустителя суспензию сливают в реактор-флегматизатор, одновременно из эмульсификатора в реактор-флегматизатор сливают расчетное количество флегматизирующей эмульсии и ведут процесс флегматизации СФП при температуре 94 98°С в течение 40 60 минут.
По разработанному авторами способу флегматизации СФП, представленному на чертеже, первоначально порох после сортировки собирается в ажитаторе поз.1 в количестве 5 10 тонн на сухой вес, доводят концентрацию водно-пороховой суспензии до 12 18 мас.% за счет декантации излишней воды. После приготовления пороховой суспензии в ажитаторе включают мешалку для обеспечения концентрации пороховой суспензии и массонасос поз.2 для обеспечения циркуляции пороховой суспензии. Из циркуляционного трубопровода пороховая суспензия при необходимости подается в сгуститель поз.3, где набирают заданную навеску пороха с концентрацией в водной среде 28 33 мас.%, а затем сливают в реактор-флегматизатор поз.4. Одновременно в эмульсификаторе поз.5 готовят флегматизирующую эмульсию, которую сливают в реактор-флегматизатор. Процесс флегматизации СФП ведут при температуре 94 98°С в течение 40 60 минут. После флегматизации СФП с маточным раствором из реактора-флегматизатора сливают в промывную емкость поз.6, где проводится промывка пороха по известным режимам. Промытый порох собирается в сборнике флегматизированного пороха поз.7 и далее массонасосом подается в напорную емкость поз.8.
В ажитаторе водно-пороховую суспензию готовят с концентрацией 12 18 мас.%. Уменьшение концентрации СФП в водной среде менее 12 мас.% связано с большим расходом воды, а увеличение концентрации СФП в водной среде более 18 мас.% приводит к засорению трубопроводов СФП.
В сгустителе готовят суспензию с концентрацией 28 33 мас.%. Уменьшение концентрации СФП в водной среде менее 28 мас.% связано с большим расходом воды и снижением производительности реактора-флегматизатора, а увеличение концентрации СФП в водной среде более 33 мас.% приводит к неравномерному распределению флегматизатора по поверхности сферических частиц.
Процесс флегматизации СФП ведут при температуре 94 98°С в течение 40 60 минут. Снижение температуры флегматизации менее 94°С и времени менее 40 минут не обеспечивает заданную глубину флегматизированного слоя, что в итоге приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия. Повышение температуры более 98°С и времени флегматизации более 60 минут способствует увеличению глубины флегматизированного слоя, что приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.
Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП по разработанному авторами способу флегматизации СФП в пределах граничных условий (примеры 1 3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.
Баллистические характеристики СФП по разработанному авторами способу флегматизации СФП приведены на примере получения пороха для патрона 7,62×51 (308Win).
Таблица | |||||
Физико-химические и баллистические характеристики СФП для охотничьего патрона 7,62×51 (308Win). | |||||
Наименование показателей | Пример (Пр. № 1) | Пр. № 2 | Пр. № 3 | Пр. № 4 | Пр. № 5 |
Концентрация пороховой суспензии в ажитаторе, мас.% | 12 | 16 | 18 | - | - |
Концентрация пороховой суспензии в сгустителе, мас.% | 28 | 30 | 33 | - | - |
Насыпная плотность СФП, кг/дм 3 | 0,970 | 0,980 | 0,990 | 0,960 | 0,990 |
Количество ДНТ в эмульсификаторе, мас.% | 1,5 | 2,2 | 3,0 | 1,4 | 3,5 |
Количество Ц I в эмульсификаторе, мас.% | 4,8 | 5,4 | 6,0 | 4,6 | 6,5 |
Время приготовления эмульсии, мин | 20 | 25 | 30 | 15 | 35 |
Температура флегматизации пороха, °С | 94 | 96 | 98 | 92 | 98 |
Время флегматизации пороха, мин | 40 | 50 | 60 | 30 | 80 |
Химическая стойкость, мм рт.ст. | 21 | 28 | 30 | 25 | 40 |
Продолжение таблицы | |||||
Баллистические характеристики | |||||
- масса порохового заряда, г | 2,65 | 2,64 | 2,64 | 2,80 | 2,60 |
- скорость полета пули, м/с | 820 | 825 | 824 | 740 | 830 |
- разброс между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули, м/с | 16 | 20 | 18 | 35 | 34 |
Давление пороховых газов в канале ствола оружия, кгс/см2 | |||||
- среднее | 2900 | 2960 | 2940 | 2900 | 3150 |
- наибольшее | 3020 | 3030 | 3010 | 3200 | 3400 |
- наименьшее | 2730 | 2700 | 2710 | 2700 | 2910 |
Требования к охотничьему патрону 7,62×51 (308Wm): масса порохового заряда - не нормируется, средняя скорость полета пули V25cp - 810 830 м/с, разность между наибольшей и наименьшей скоростью пуль - не более 35 м/с, давление пороховых газов, кгс/см 2: среднее - не более 3050, наибольшее - не более 3350, наименьшее - не менее 2600.
Из приведенных данных таблицы видно, что полученный СФП по разработанному авторами способу флегматизации в пределах граничных условий (примеры 1 3) удовлетворяет требованиям баллистических характеристик, за пределами граничных условий полученный СФП не удовлетворяет требованиям баллистических характеристик.
Следовательно, разработанный авторами способ флегматизации СФП позволил:
- механизировать и автоматизировать фазу флегматизации СФП;
- полностью исключить ручной труд на фазе флегматизации;
- снизить трудозатраты и себестоимость СФП;
- повысить безопасность ведения технологического процесса.
Класс C06B21/00 Способы или устройства для обработки взрывчатых веществ, например формование, резка, сушка