Способ получения пороха

Способ получения пороха

Реферат

 

Предлагаемое изобретение относится к области производства порохов, предназначенных преимущественно для гладкоствольных и короткоствольных систем стрелкового оружия. Способ получения пороха включает перемешивание 0,25...0,75 мас.ч. гранул нитроцеллюлозы и 0,25...0,75 мас.ч. нитроэфирсодержащего пороха при суммарном их количестве 1 мас.ч. в 3...4 мас.ч. воды. Дозируют 1,5...2 мас.ч. растворителя - экстрагента нитроглицерина, выдерживают при перемешивании не менее 30 мин при температуре ниже температуры кипения экстрагента нитроглицерина, отгоняют растворитель, выдерживают повторно не менее 30 мин при 90...95С, затем гранулы отделяют от отработанного нитроэфирсодержащего пороха и сушат. Предлагаемое изобретение позволяет получить порох с высокими баллистическими характеристиками, а также повысить технологичность и безопасность изготовления пороха. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области производства порохов, предназначенных преимущественно для гладкоствольных и короткоствольных систем стрелкового оружия.

Известен способ получения зерненых пористых пироксилиновых порохов, включающий стадии приготовления пороховой массы с вводом спиртоэфирного растворителя и солевого порообразователя, прессования, резки пороховых элементов, удаления растворителя, выщелачивания порообразователя, сушки и разымки [1].

Недостаток известного способа состоит в невозможности использования высокоазотного пироксилина с содержанием азота более 13,1% и, как следствие, в ограниченном уровне баллистических характеристик изготавливаемых порохов. Например, пороха пироксилиновые спортивные Сунар СВ, Сунар СВМ, полученные по известному способу, имеют большую массу заряда - 1,55 г и наибольшее максимальное давление пороховых газов до 918 кгс/см².

Наиболее близок к заявляемому техническому решению способ получения бездымного пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы (НЦ) в воде до образования суспензии, введение в суспензию не смешивающегося с водой растворителя НЦ, например этилацетата (ЭА), и выдержку до полного поглощения растворителя, добавление к суспензии раствора нитроглицерина (НГ) в не смешивающемся с водой растворителе, выдержку до насыщения гранул НГ и удаление растворителя [2]. Данный способ принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является низкий уровень баллистических характеристик получаемого пороха: высокая масса порохового заряда и, как следствие, повышенное дульное давление пороховых газов, приводящее к отдаче при выстреле. Кроме того, для прототипа характерны низкая технологичность и опасность процесса, обусловленные наличием стадий приготовления раствора НГ, его транспортирования и дозирования.

Задачей изобретения является улучшение баллистических характеристик получаемого пороха за счет использования устаревших нитроэфирсодержащих порохов, например, баллиститных порохов состава НБ (далее порох НБ) в качестве источника НГ, повышение технологичности и безопасности изготовления пороха.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пороха, включающем перемешивание гранул НЦ в воде до образования суспензии, добавление к суспензии не смешивающегося с водой растворителя, выдержку и удаление растворителя, перемешивание осуществляют в 3...4 мас.ч. воды 0,25...0,75 мас.ч. нитроэфирсодержащего пороха, например, баллиститного пороха состава НБ и 0,25...0,75 мас.ч. гранул нитроцеллюлозы при суммарном их количестве 1 мас.ч., в качестве растворителя добавляют 1,5...2 мас.ч. экстрагента нитроглицерина, являющегося пассивным к нитроцеллюлозе, например, метиленхлорида, выдерживают при перемешивании не менее 30 мин при температуре ниже температуры кипения экстрагента нитроглицерина и после удаления растворителя осуществляют повторную выдержку при 90-95С не менее 30 мин при перемешивании, затем гранулы отделяют от нитроэфирсодержащего пороха и сушат. Предлагаемое техническое решение отличается от известного тем, что при обработке применяется пассивный к НЦ растворитель, например, MX, не изменяющий поровой структуры исходных гранул НЦ, а экстракция НГ из пороха НБ и пропитка НГ гранул НЦ совмещаются во времени и в пространстве.

Практическая осуществимость предлагаемого изобретения и достигаемый технический результат подтверждаются примерами конкретного получения спортивного пороха. В качестве гранул НЦ использовался пористый пироксилиновый зерненый порох П-125 (ПП), носителя НГ - порох НБ (содержание НГ около 40 мас.%). Экстрагентом НГ, являющимся пассивным к НЦ и нерастворимым в воде растворителем, служил MX (температура кипения 40...42С). Отгонка растворителя проводилась при подъеме температуры в реакторе до 40...50С. Температура повторной выдержки 90...95С в течение 30...60 мин.

Опыты проводились в реакторе объемом 1500 л, снабженном рубашкой для обогрева, мешалкой и холодильником для конденсации отгоняемого растворителя. По завершении процесса нитроглицеринсодержащий ПП отделялся на ситах от отработанного баллиститного пороха, подвергался сушке, графитовке. Результаты физико-химического анализа и баллистических испытаний порохов в составе спортивного дробового патрона 12 клб. (масса дробового снаряда 24 г) приведены в таблице.

На опытах 1...4 варьировалось соотношение ПП и НБ.

Данные примеров 1...4 показывают, что в процессе обработки системы (ПП-НБ) метиленхлоридом происходят одновременно экстракция НГ из пороха НБ и его перенос в ПП. При этом НГ перераспределяется обратно пропорционально количеству загружаемого ПП. Результаты испытаний порохов свидетельствуют об изменении баллистических характеристик ПП, пропитанного НГ по сравнению с исходным (исходный заряд ПП в составе спортивного дробового патрона 12 клб. имеет массу заряда 1,55 г, скорость 340 м/с, давление 535 кгс/см², дульное давление 38 кгс/см²).

Наилучшие баллистические характеристики получены на примерах 1...3, 5 при содержании НГ от 10 до 28 мас.%, когда при малом значении массы порохового заряда обеспечивается требуемый уровень баллистических характеристик. В частности, масса заряда составляет 1,35... 1,50 г, в то время как по прототипу - 1,55 г.

Одновременно, выдержка и перемешивание в течение 30...90 мин (опыты 1, 3, 5) обеспечивают перераспределение НГ между порохами НБ и ПП. Очевидно, что увеличение продолжительности выдержки, несмотря на положительные результаты, нецелесообразно (сравни примеры 2 и 6).

При меньшей дозировке MX (пример 6) продолжительности выдержки и повторной выдержки увеличиваются.

Пример 7 отличается от 1 меньшим временем повторной выдержки. Содержание НГ остается практически неизменным (20,7 мас.%, п.2). Однако масса заряда увеличена (1,55 г, п.3.1), что, вероятно, обусловлено недостаточным распределением НГ вглубь зерен и, как следствие, худшим воспламенением пороха.

Большая дозировка MX (пример 8) не приводит к дальнейшему повышению положительного эффекта. Очевидно, что увеличение MX более 2 мас.ч. нецелесообразно.

При увеличении времени повторной выдержки (пример 9) содержание НГ остается практически неизменным (п.2), баллистические характеристики порохов равнозначны (п.3).

Выдержка при 90...95С необходима для равномерного распределения НГ в объеме порохового зерна. Очевидно, что при меньшей температуре скорость диффузионных процессов уменьшается и приводит к увеличению продолжительности выдержки.

Количество воды 3...4 мас.ч. обусловлено необходимостью эффективного перемешивания содержимого реактора. При меньшей дозировке воды перемешивание затрудняется.

Баллистические испытания порохов в составе спортивных дробовых патронов 12 клб проводились в соответствии с ОСТ 3-2468 и ОСТ 3-6593.

Изготовленные по предлагаемому способу пороха по техническому уровню превосходят также отечественные пороха Сунар СВ, Сунар СВМ, получаемые по известному способу [1]. Например, согласно ТУ 7506804-151-93 пироксилиновые спортивные пороха имеют массу заряда не более 1,55 г, скорость не менее 340 м/с, давление не более 918 кгс/см², дульное давление пороховых газов 35 кг/см² при массе дробового снаряда 24 г.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать порох с высокими баллистическими характеристиками путем совмещенного осуществления процессов экстракции НГ из пороха НБ и пропитки ПП во времени и пространстве (в одном реакторе), а также повысить технологичность и безопасность изготовления пороха за счет исключения стадий приготовления раствора НГ, его транспортирования и дозирования в известном способе.

Источники информации

1. В.И.Гиндич. Технология пироксилиновых порохов, т.2, Казань, 1995, с.288.

2. Патент США, кл.149-97, N 3037891 от 05.06.62 г. Способ получения бездымного пороха.

Формула изобретения

Способ получения пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы в воде до образования суспензии, добавление к суспензии не смешивающегося с водой растворителя, выдержку и удаление растворителя, отличающийся тем, что осуществляют перемешивание в 3-4 мас.ч. воды 0,25-0,75 мас.ч. нитроэфирсодержащего пороха, например, баллиститного пороха состава НБ, и 0,25-0,75 мас.ч. гранул нитроцеллюлозы при суммарном их количестве 1 мас.ч., в качестве растворителя добавляют 1,5-2 мас.ч. экстрагента нитроглицерина, являющегося пассивным к нитроцеллюлозе, например, метиленхлорида, выдерживают при перемешивании не менее 30 мин при температуре ниже температуры кипения экстрагента нитроглицерина и после удаления растворителя осуществляют повторную выдержку при 90-95С не менее 30 мин при перемешивании, затем гранулы отделяют от нитроэфирсодержащего пороха и сушат.