Способ получения сферического пороха для спортивно-охотничьего патрона .30 carbine (7,62×33)

Способ получения сферического пороха для спортивно-охотничьего патрона .30 carbine (7,62×33)

Реферат

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

В патентах США [1, 2] предложены способы получения СФП для стрелкового оружия, заключающиеся в измельчении мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП) в водной среде с последующим растворением их в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и отгонке растворителя из них.

Недостатком этих способов является невозможность получения СФП для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33).

Наиболее близким техническим решением является способ получения пороха для 5,6-мм спортивного патрона [3] (прототип), в котором концентрация суспензии технического углерода составляет 1 мас.ч. сажи на 8…10 мас.ч. воды, а первоначальное удаление этилацетата (ЭА) в количестве 70…75 мас.% ведут со скоростью 0,4…1,2 л/с на м³ смеси.

Недостатком данного способа является то, что при использовании в качестве сырья вместо пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота не менее 213 мл NO/г мелкозерненых пироксилиновых нефлегматизированных порохов с истекшими гарантийными сроками хранения и баллиститных порохов марок НБл и НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения баллистические характеристики СФП не соответствуют требованиям спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33).

Целью изобретения является получение СФП для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33) с использованием в качестве сырья мелкозерненых пироксилиновых нефлегматизированных порохов с истекшими гарантийными сроками хранения и баллиститных порохов марок НБл или НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения.

Поставленная цель достигается тем, что 1 часть нитроцеллюлозы, состоящую из мелкозерненого нефлегматизированного пироксилинового пороха марки ВТМ и баллиститного пороха марок НБл или НБпл, загружают в реактор, в котором находится 2,2…3,0 части воды, при перемешивании добавляют 2,2…3,0 части растворителя, загружают к массе НБл или НБпл 0,4…0,6 мас.% дифениламина (ДФА), после этого загружают графит или углерод технический в количестве 0,1…0,4 мас.% к массе нитроцеллюлозы и ведут приготовление порохового лака в течение 30…60 минут, а затем после ввода защитного коллоида (мездрового клея) в количестве 1,0…2,5 мас.% по отношению к воде ведут дробление порохового лака на сферические частицы в течение 60…90 минут, вводят по отношению к воде 2,2…3,2 мас.% сернокислого натрия и ведут перемешивание в течение 10…30 минут при температуре 64…68°С, отгонку растворителя из пороховых элементов ведут за счет теплового воздействия на систему от теплоносителя в рубашке реактора: при температуре теплоносителя 76…78°С отгоняют 65…70 мас.% растворителя, а затем при температуре 80…84°С в течение 60…80 минут и при температуре 97…99°С в течение 20 минут отгоняют оставшуюся часть растворителя.

Примеры выполнения способа получения СФП для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33) в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Пример 1. В реактор объемом 1,57 м³ заливается 308 литров воды, загружается при перемешивании 140 кг нитроцеллюлозы, состоящей из 1 части мелкозерненого пироксилинового пороха марки ВТМ и 3 частей баллиститного пороха марки НБл или НБпл, заливается 308 литров ЭА, 0,42 кг ДФА и 0,140 кг графита или углерода технического, в течение 30 минут готовится пороховой лак при перемешивании.

После приготовления порохового лака в реактор вводится 3,08 кг защитного коллоида (мездрового клея) и ведется дробление порохового лака на сферические частицы в течение 60 минут, после этого вводится 6,77 кг сернокислого натрия и при перемешивании в течение 10 минут при температуре 64°С ведется обезвоживание пороховых элементов. При температуре теплоносителя в рубашке реактора 76°С отгоняется 65 мас.% растворителя, а затем при температуре 80°С в течение 60 минут и при температуре 90°С в течение 20 минут отгоняется остальная часть растворителя. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.

Пример 2. В реактор объемом 1,57 м³ заливается 364 литра воды, загружается при перемешивании 140 кг нитроцеллюлозы, состоящей из 1 части мелкозерненого пироксилинового пороха марки ВТМ и 3 частей баллиститного пороха марки НБл или НБпл, заливается 364 литра ЭА, 0,525 кг ДФА и 0,35 кг графита или углерода технического, в течение 45 минут готовится пороховой лак при перемешивании.

После приготовления порохового лака в реактор вводится 6,35 кг мездрового клея и ведется дробление порохового лака на сферические частицы в течение 75 минут, после этого вводится 9,82 кг сернокислого натрия и при перемешивании в течение 20 минут при температуре 66°С ведется обезвоживание пороховых элементов. При температуре теплоносителя в рубашке реактора 77°С отгоняется 67 мас.% растворителя, а затем при температуре 82°С в течение 70 минут и при температуре 98°С в течение 20 минут отгоняется остальная часть растворителя. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.

Пример 3. В реактор объемом 1,57 м³ заливается 420 литров воды, загружается при перемешивании 140 кг нитроцеллюлозы, состоящей из 1 части мелкозерненого пироксилинового пороха марки ВТМ и 3 частей баллиститного пороха марки НБл или НБпл, заливается 420 литров ЭА, 0,69 кг ДФА и 0,56 кг графита или углерода технического, в течение 60 минут готовится пороховой лак при перемешивании.

После приготовления порохового лака в реактор вводится 10,5 кг мездрового клея и ведется дробление порохового лака на сферические частицы в течение 90 минут, после этого вводится 13,44 кг сернокислого натрия и при перемешивании в течение 30 минут при температуре 68°С ведется обезвоживание пороховых элементов. При температуре теплоносителя в рубашке реактора 78°С отгоняется 70 мас.% растворителя, а затем при температуре 84°С в течение 80 минут и при температуре 99°С в течение 20 минут отгоняется остальная часть растворителя. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.

Из приведенных результатов таблицы видно, что по разработанному авторами способу (примеры 1…3) полученный СФП обеспечивает требуемые баллистические характеристики в спортивно-охотничьем патроне .30 CARBINE (7,62×33). За пределами граничных условий (примеры 4, 5) баллистические показатели не соответствуют требованиям технических условий на СФП, предназначенный для снаряжения спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33).

По техническим условиям: средняя скорость пули в баллистической группе - не менее 550 м/с; разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пуль - не более 35 м/с; максимальное давление пороховых газов в баллистической группе: среднее - не более 264,7 МПа, наибольшее - не более 313,7 МПа.

Литература

1. Патент США №2843584.

2. Патент США №3378545.

3. Патент РФ №1806462 (С06В 21/00).

Таблица
Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха
Наименование показателя	Пример(Пр. №1)	Пр. №2	Пр. №3	Пр. №4	Пр. №5
Объем реактора, м3	1,57	1,57	1,57	1,57	1,57
Загрузка нитроцеллюлозы, кг	140	140	140	140	140
Количество воды, л	308	364	420	300	425
Количество этилацетата, л	308	364	420	250	480
Количество дифениламина, кг	0,42	0,525	0,69	0,3	0,8
Количество графита или углерода технического, кг	0,14	0,35	0,56	0,1	0,7
Время приготовления порохового лака, мин	30	45	60	20	70
Количество защитного коллоида, кг	3,8	6,35	10,5	2,0	12
Время дробления порохового лака, мин	60	75	90	40	100
Количество сернокислого натрия, кг	6,77	9,92	13,44	5	15
Время перемешивания, мин	10	20	30	5	35
Температура обезвоживания пороховых элементов, °С	64	66	68	62	70
Температура отгонки растворителя, °С	76	77	78	74	76
Количество отогнанного растворителя, %	65	67	70	64	80
Температура отгонки растворителя, °С	80	82	84	79	85
Время отгонки растворителя, мин	60	70	80	55	85
Температура отгонки растворителя, °С	97	98	99	96	99
Время отгонки растворителя, мин	20	20	20	20	20
Насыпная плотность, кг/дм3	0,926	0,936	0,945	0,850	0,930
Химическая стойкость, мм рт.ст.	25	25	25	25	25
Пористость, %	4	4,5	5,0	10	12
Баллистические характеристики:
Масса заряда, г	0,83	0,85	0,91	0,79	0,98
Средняя скорость пули в баллистической группе, м/с	558	553	559	530	490
Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пуль, м/с	13	6	15	38	40
Максимальное давление пороховых газов в баллистической группе, МПа
среднее	221	233,2	258,8	269,6	230,4
наибольшее	234,1	258,9	302	327,5	261,8

Способ получения сферического пороха для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33), включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитроцеллюлозы совместно с дифениламином, водной суспензией технического углерода с растворителем - этилацетатом, диспергирование лака на сферические частицы и удаление этилацетата при нагревании смеси, отличающийся тем, что 1 мас.ч. нитроцеллюлозы, состоящей из мелкозерненого нефлегматизированного пироксилинового пороха марки ВТМ с истекшими гарантийными сроками хранения и баллиститного пороха марок НБл или НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения, загружают в реактор, в котором находится 2,2-3,0 мас.ч. воды и при перемешивании заливают 2,2-3,0 мас.ч. растворителя, загружают дифениламин в количестве 0,4-0,6 мас.% от массы НБл или НБпл, графит или углерод технический в количестве 0,1-0,4 мас.% от массы нитроцеллюлозы, ведут приготовление порохового лака в течение 30-60 мин, а затем после ввода защитного коллоида-мездрового клея в количестве 1,0-2,5 мас.% по отношению к воде ведут дробление порохового лака на сферические частицы в течение 60-90 мин, вводят по отношению к воде 2,2-3,2 мас.% сернокислого натрия и ведут перемешивание в течение 10-30 мин при температуре 64-68°С, отгонку растворителя из пороховых элементов ведут за счет теплового воздействия на систему от теплоносителя в рубашке реактора: при температуре теплоносителя 76-78°С отгоняют 65-70 мас.% растворителя, а затем при температуре 80-84°С в течение 60-80 мин и при температуре 97-99°С в течение 20 мин отгоняют оставшуюся часть растворителя.