Способ получения сферического пороха

Способ получения сферического пороха

Реферат

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).

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.