Способ изготовления пиротехнического состава

Способ изготовления пиротехнического состава

Реферат

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в технологии приготовления пиротехнических составов со стабильными рабочими характеристиками.

Для обеспечения стабильности рабочих параметров изделий из пиротехнических составов возникает необходимость в получении общих партий однотипного пиротехнического состава с достаточно большой массой. Такая необходимость возникает в том случае, когда исходные компоненты смешиваются в аппаратах периодического действия в сравнительно небольших количествах и получаются частные партии состава с отличающимися свойствами, а использование смесителей с большими объемами емкостей ограничено опасностью работ при изготовлении пиротехнических составов, особенно имеющих высокую чувствительность к механическим воздействиям.

Известен способ изготовления пиротехнических составов смешиванием в смесителях типа эксцентрически вращающейся бочки /А.А.Шидловский. Основы пиротехники. М.: «Машиностроение», 1973, 320 с./. Существенным недостатком такого способа является недостаточная однородность смешивания состава, что не позволяет обеспечить необходимый диапазон колебаний рабочих параметров изделий, изготовленных из одной партии состава.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ изготовления пиротехнического состава посредством механического перемешивания исходных компонентов в шаровой мельнице /Патент RU 2286325. Пиротехнический состав. МПК⁹ С06В 33/06, 29/04. Бюл. №30, 2006 г./.

Данный способ позволяет получать пиротехнические составы с необходимой степенью однородности смешивания. Однако, как показывает практика смешивания пиротехнических составов в шаровых мельницах, в разных партиях состава значения характеристик могут отличаться. При механическом воздействии мелющих тел на смешиваемые материалы происходит налипание состава на стенки барабанов мельниц и мелющие тела, поэтому часть состава уходит из межшарового пространства и имеет иную степень механической активации, чем состав, находящийся между шарами. Кроме этого на значения некоторых характеристик состава, например скорость горения, влияет дисперсность частиц исходных материалов, которая в разных партиях исходного материала может существенно отличаться.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабильности рабочих характеристик пиротехнических составов.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в следующем:

- разброс между максимальным и минимальным значениями скорости горения и удельного газовыделения состава в общей партии не превышает 10%.

- разброс между максимальным и минимальным значениями тепловыделения состава в общей партии не превышает 2%.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата в предлагаемом способе изготовления пиротехнического состава, включающем смешивание исходных компонентов, согласно изобретению:

- смешиванием исходных компонентов в шаровой мельнице получают несколько частных партий пиротехнического состава;

- расфасовывают каждую частную партию на одинаковое количество порций состава таким образом, чтобы в порциях состава, взятых от одной частной партии, было равное (с учетом погрешности взвешивания ±1 г) по массе количество состава;

- засыпают в шаровую мельницу по одной порции состава от каждой частной партии и смешивают (усредняют) их в течение заданного времени;

- выгружают полученную первую часть общей партии состава из шаровой мельницы и упаковывают в отдельную тару;

- аналогичным образом проводят усреднение остальных порций состава от частных партий, получая остальные части общей партии пиротехнического состава.

Указанный технический результат (разброс между максимальным и минимальным значениями скорости горения и удельного газовыделения в общей партии состава не превышает 10%, а разброс по тепловыделению состава не превышает 2%) достигается за счет усреднения характеристик состава путем объединения одинаковых по массе порций состава, взятых от частных партий.

Результаты по определению основных характеристик пиротехнического состава /Патент RU 2286325. Пиротехнический состав. МПК⁹ С06В 33/06, 29/04. Бюл. №30, 2006/, содержащего 74% титана, 15,5% гексафторалюмината натрия, 7,1% перхлората калия и 3,4% аморфного бора, в частных партиях и после их усреднения в общую партию приведены в примерах по изготовлению частных и общих партий данного пиротехнического состава.

Пример 1.

Для изготовления частной партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм³ навески исходных материалов: 740 г порошка титана; 155 г порошка гексафторалюмината натрия; 71 г порошка перхлората калия и 34 г порошка бора. Провели смешивание исходных материалов в шаровой мельнице в течение 1 ч при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну частную партию пиротехнического состава массой около 960 г. Аналогичным образом изготовили еще пять частных партий состава. Провели определение характеристик состава в полученных частных партиях. Частные партии состава расфасовали на три порции. В таблице 1 приведены характеристики состава в каждой частной партии и масса состава в партиях и в порциях.

Таблица 1
Номер част-ной пар-тии соста-ва	Масса состава в частной партии, г	Скорость горения, мм/с	Удельное газовыделение, см3/г	Калорийность, кал/г	Масса состава в порциях, г
1	960	46	5,2	445	320+1 г
2	975	38	5,5	450	325±1 г
3	978	39	4,8	452	326±1 г
4	960	47	4,8	435	320±1 г
5	975	36	6,4	444	325±1 г
6	978	45	5,3	439	326±1 г
Среднее значение характеристик состава	41,8	5,3	444,2
Разброс между максимальным и минимальным значениями	11	1,6	17

Согласно данным таблицы 1 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частных партий составляет: для скорости - 26,3%; для удельного газовыделения - 30,2%; для калорийности - 3,8%.

Далее для получения одной части общей партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм³ по одной порции состава от каждой частной партии (320-326 г). Провели усреднение порций состава в шаровой мельнице в течение 5 мин при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну часть общей партии состава примерно 1900 г. Аналогичным образом получили еще две части общей партии состава. Каждую часть общей партии состава упаковали в отдельную тару. Таким образом получили из шести частных партий общую партию состава массой 5735 г, состоящую из трех частей. Провели определение характеристик состава в полученных частях общей партии. В таблице 2 приведены характеристики состава в каждой части общей партии.

Таблица 2
Номер части общей партии состава	Масса состава в частях партии, г	Скорость горения, мм/с	Удельное газовыделение, см3/г	Калорийность, кал/г
1	1910	44	5,7	442
2	1910	43	5,4	441
3	1915	41	5,5	443
Среднее значение характеристик состава	42,7	5,5	442
Разброс между максимальным и минимальным значениями	3	0,3	2

Согласно данным таблицы 2 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частей общей партии составляет: для скорости - 7%; для удельного газовыделения - 5,5%; для калорийности - 0,5%.

Пример 2.

Для изготовления частной партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм³ навески исходных материалов: 814 г порошка титана; 170,5 г порошка гексафторалюмината натрия; 78,1 г порошка перхлората калия и 37,4 г порошка бора. Провели смешивание исходных материалов в шаровой мельнице в течение 2 ч при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну частную партию пиротехнического состава массой около 1060 г. Аналогичным образом изготовили еще девять частных партий состава. Провели определение характеристик состава в полученных частных партиях. Каждую частную партию состава расфасовали на пять порций. В таблице 3 приведены характеристики состава в каждой частной партии и масса состава в частных партиях и в порциях.

Таблица 3
Номер частной партии состава	Масса состава в частной партии, г	Скорость горения, мм/с	Удельное газовыделение, см3/г	Калорийность, кал/г	Масса состава в порциях, г
1	1060	47	0,9	447	212±1 г
2	1075	41	1	453	215±1 г
3	1080	44	1,1	459	216±1 г
4	1060	49	0,9	453	192±1 г
5	1075	43	1	453	215±1 г
6	1080	39	0,8	440	216±1 г
7	1075	44	1,2	455	215±1 г
8	1080	44	0,8	453	216±1 г
9	1080	45	0,7	445	216±1 г
10	1000	44	0,9	447	200±1 г
Среднее значение характеристик состава	44	0,9	450
Разброс между максимальным и минимальным значениями	10	0,5	19

Согласно данным таблицы 3 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частных партий составляет: для скорости горения - 22,7%; для удельного газовыделения - 55,5%; для калорийности - 4,2%.

Далее для получения одной части общей партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм³ по одной порции состава от каждой частной партии (192-216 г). Провели усреднение порций состава в шаровой мельнице в течение 10 мин при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну часть общей партии состава массой примерно 2090 г. Аналогичным образом получили еще четыре части общей партии состава. Каждую часть общей партии состава упаковали в отдельную тару. Таким образом, получили из десяти частных партий общую партию состава массой 10415 г, состоящую из пяти частей. Провели определение характеристик состава в полученных частях общей партии. В таблице 4 приведены характеристики состава в каждой части общей партии.

Таблица 4
Номер части общей партии состава	Масса состава в частях партии, г	Скорость горения, мм/с	Удельное газовыделение, см3/г	Калорийность, кал/г
1	2090	44	1.1	453
2	2080	45	1	457
3	2075	44	1.1	454
4	2090	46	1	449
5	2080	45	1,1	450
Среднее значение характеристик состава	44,8	1,06	452,6
Разброс между максимальным и минимальным значениями	2	0,1	8

Согласно данным таблицы 4 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частей общей партии составляет: для скорости горения - 4,5%; для удельного газовыделения - 9,4%; для калорийности - 1,8%.

Заявляемый способ изготовления позволяет стабилизировать характеристики пиротехнического состава. Анализ экспериментальных данных показал, что если между частными партиями разброс значений скорости горения составлял от 23 до 26%, разброс значений удельного газовыделения состава составлял от 30 до 56%, а разброс значений калорийности состава составлял около 4%, то в общей партии состава разброс между максимальным и минимальным значениями скорости горения и удельного газовыделения не превышает 10%, а разброс по калорийности не превышает 2%.

Способ изготовления пиротехнического состава, заключающийся в смешивании исходных компонентов состава, отличающийся тем, что смешиванием компонентов готовят несколько частных партий состава, расфасовывают каждую частную партию на одинаковое количество порций таким образом, чтобы в порциях состава, взятых от одной частной партии, было равное по массе количество состава, затем смешивают по одной порции от каждой частной партии состава и получают несколько частей общей партии состава.