×
20.11.2013
216.012.820f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку растворителя, при этом диспергирование порохового лака проводят в реакторе объемом 6,5 м лопастными мешалками с переменным углом наклона, установленными в нижней консольной части вала в 3-4 ряда под углом 90° относительно предшествующей лопасти. Верхняя часть вала установлена на двух радиальных сферических и одном упорном выносных подшипниках, смонтированных в колонке. На крышке реактора устанавливают жестко закрепленный на штоке рассекатель потока, направляющий поток образовавшейся воронки к центру вала. Образование порохового лака и разбивку его на гранулы проводят при частоте вращения мешалки от 60 до 120 об/мин, обогрев реактора проводят теплоносителем, подаваемым в рубашку реактора, уплотнение вала осуществляют с помощью охлаждаемого сальникового устройства. Готовую суспензию выгружают из реактора самотеком через дистанционно управляемый клапан выгрузки, а объем слитой суспензии в реакторе заполняют азотом. Изобретение обеспечивает высокий выход целевой фракции СФП при диспергировании порохового лака на сферические элементы, обеспечение заданного диаметра и толщины горящего свода пороховых элементов и обеспечение безопасного ведения технологического процесса в реакторе. 1 ил., 1 табл., 5 пр.
Основные результаты: Способ получения сферического пороха, включающий перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку растворителя, отличающийся тем, что диспергирование порохового лака в реакторе объемом 6,5 м, с внутренним диаметром 1800 мм и высотой внутренней обечайки реактора 2200 мм и эллиптическим днищем проводят лопастными мешалками с переменным углом наклона с диаметром 0,7-0,8 от внутреннего диаметра реактора, установленными в нижней консольной части вала в 3-4 ряда под углом 90° относительно предшествующей лопасти, на расстоянии между мешалкой 0,125-0,166 от внутреннего диаметра реактора, верхняя часть вала установлена на двух радиальных сферических и одном упорном выносных подшипниках, смонтированных в колонке, на крышке реактора устанавливают жестко закрепленный на штоке рассекатель потока, который направляет поток образовавшейся воронки к центру вала, образование порохового лака и разбивку его на гранулы проводят при частоте вращения мешалок от 60 до 120 об/мин, обогрев реактора проводят теплоносителем, подаваемым в рубашку реактора, с температурой до 110°C и с расходом до 40 м/ч, уплотнение вала осуществляют с помощью охлаждаемого сальникового устройства, суспензию готового пороха выгружают из реактора самотеком через дистанционно управляемый клапан выгрузки, при этом объем слитой суспензии в реакторе заполняют азотом.

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

Из литературы [1] известно, что для перемешивания в реакторе используются нормализованные пропеллерные, турбинные, лопастные и другие виды мешалок. Проведенными исследованиями было показано, что нормализованные реакторы с нормализованными перемешивающими мешалками непригодны для диспергирования в реакторе порохового лака на сферические элементы, так как конструкция реакторов и мешалок предусмотрена для смешения ньютоновских жидкостей.

Недостатком таких реакторов является то, что при диспергировании порохового лака нормализованные мешалки не дают равномерного дробления порохового лака на сферические частицы, при этом выход целевой фракции пороха составляет 20…30 мас.%.

В качестве прототипа авторами выбран патент [2], включающий перемешивание компонентов в реакторе в течение 10…15 минут, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея, отгонку этилацетата и сушку, при этом перемешивание компонентов осуществляется в водном растворе, содержащем до 3,0 мас.% соли, а в качестве клея используют мездровый клей.

Недостатком данного прототипа является то, что диспергирование порохового лака на сферические элементы проводится в нормализованных реакторах известными лопастными мешалками с постоянным углом наклона, при этом выход целевого продукта не превышает 50…60 мас.%.

Целью изобретения является повышение выхода целевой фракции сферического пороха при диспергировании порохового лака на сферические элементы, обеспечение заданного диаметра и толщины горящего свода пороховых элементов и обеспечение безопасного ведения технологического процесса в реакторе.

Поставленная цель достигается в способе получения сферического пороха, включающем перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку растворителя тем, что диспергирование порохового лака в реакторе объемом 6,5 м3, с внутренним диаметром 1800 мм и высотой внутренней обечайки реактора 2200 мм и эллиптическим днищем, проводят лопастными мешалками с переменным углом наклона с диаметром 0,7…0,8 от внутреннего диаметра реактора, установленными в нижней консольной части вала в 3…4 ряда под углом 90° относительно предшествующей лопасти, на расстоянии между мешалкой 0,125…0,166 от внутреннего диаметра реактора, верхняя часть вала установлена на двух радиальных сферических и одном упорном выносных подшипниках, смонтированных в колонке, на крышке реактора устанавливают жестко закрепленный на штоке рассекатель потока, который направляет поток образовавшейся воронки к центру вала, образование порохового лака и разбивку его на гранулы проводят при частоте вращения мешалки от 60 до 120 об/мин, обогрев реактора проводят теплоносителем, подаваемым в рубашку реактора, с температурой до 110°C и с расходом до 40 м3/час, уплотнение вала осуществляют с помощью охлаждаемого сальникового устройства, суспензию готового пороха выгружают из реактора самотеком через дистанционно управляемый клапан выгрузки, при этом объем слитой суспензии в реакторе заполняют азотом.

Разработанное авторами устройство реактора объемом 6,5 м3 показано на чертеже.

Реактор представляет собой вертикальную емкость с эллиптическим днищем. Корпус реактора [поз.1] имеет водяную рубашку для обеспечения температурных режимов. Для замера температуры воды в рубашке установлены гильзы под термопары и ртутный термометр. Корпус реактора закрыт крышкой поз.2, которая крепится к фланцу корпуса болтами. На крышке приварены штуцеры: для подвода воды поз.3, растворителя поз.4, эмульгатора поз.5, взвеси смеси поз.6, 7, обезвоживателя поз.8 и удаления паров растворителя поз.9, штуцер запасной поз.10, рассекатель потока поз.11.

На колонке поз.12 установлен привод (мотор-редуктор) с концом выходного вала в виде фланцевой полумуфты со встроенным зубчатым компенсатором.

Вал поз.13 смонтирован на двух радиальных сферических подшипниках и одном упорном подшипнике, смонтированных в колонке. На нижнем конце вала смонтированы 3…4 двухлопастные разъемные мешалки с переменным углом наклона поз.14. Уплотнение вала осуществляется с помощью охлаждаемого сальникового устройства поз.15, состоящего из корпуса, двух нажимных втулок, грундбуксы и сальниковой набивки. Для охлаждения предусмотрен подвод и дренаж воды.

Рассекатель потока монтируется на крышке реактора в виде узла, состоящего из штока с пластиной корпуса и штурвала. Вращением штурвала обеспечивается поступательное вертикальное перемещение штока с пластиной на заданную глубину потока смеси. В нижней части реактора расположен клапан выгрузки поз.16, снабженный пневмоцилиндром поз.17. В реакторе производится образование гранул необходимого размера и формы эмульсионным способом в строгом соответствии с заданными режимами технологического процесса. Отгонка растворителя этилацетата из сферических элементов проводится по специальному температурному режиму и контролируется автоматически. По завершению цикла работы суспензия готового пороха из реактора удаляется самотеком через клапан выгрузки при работающей мешалке с частотой вращения 50…70 об/мин, отключенном обогреве рубашки и при подаче в реактор азота.

Авторами установлено, что на выход целевой фракции СФП и обеспечение толщины горящего свода пороховых элементов при диспергировании порохового лака в дисперсионной среде в реакторе влияют такие факторы, как геометрические размеры реактора, а именно диаметр реактора, внутренняя высота обечайки реактора, конструкция перемешивающих устройств и конструкция днища реактора. Так для реактора объемом 6,5 м3 внутренний диаметр реактора должен быть 1800 мм, высота цилиндрической обечайки 2200 мм, т.е. отношение высоты обечайки к диаметру реактора должно быть ~ равным 1,2, а диаметр лопастных мешалок с переменным углом должен составлять 0,7…0,8 от внутреннего диаметра аппарата. Мешалки установлены в нижней консольной части вала в 3…4 ряда под углом 90°C относительно расположения предшествующей лопасти мешалки, это позволяет обеспечить равномерное распределение потока по диаметру аппарата и центровку лопастей в процессе перемешивания.

Уменьшение расстояния между мешалками менее 0,125 от внутреннего диаметра реактора приводит к наложению потоков от вышестоящей мешалки, что приводит при дроблении порохового лака к образованию мелкой фракции СФП, а увеличение расстояния между мешалками более 0,166 от внутреннего диаметра реактора приводит к тому, что верхняя мешалка при дроблении порохового лака будет выведена из зоны диспергирования.

В процессе дробления порохового лака в реакторе возникает воронка, в которой, как известно из литературы, перемешивания и дробления порохового лака не происходит. Для увеличения осевого движения потока в реакторе установлен рассекатель потока, который направляет образовавшуюся воронку к центру лака.

Уменьшение диаметра мешалки менее 0,7 от диаметра аппарата приводит к неравномерному дроблению порохового лака, а увеличение диаметра мешалок более 0,8 от диаметра аппарата связано с безопасностью ведения технологического процесса, т.к. возможно касание лопастей мешалок стенок реактора.

Уменьшение частоты вращения мешалки менее 60 об/мин, не позволяет вести процесс дробления порохового лака, а увеличение частоты вращения мешалки более 120 об/мин, приводит к дроблению порохового лака в сторону мелкой фракции.

Повышение температуры теплоносителя, подаваемого в рубашку реактора более 110°C нецелесообразно, т.к. температура кипения этилацетата составляет 77°C. Теплоноситель в рубашку реактора подается с расходом 40 м3/час, это обеспечивает стабильный тепло-массообмен между дисперсной фазой и дисперсионной средой и между теплоносителем в реакторе.

При выгрузке пороховой суспензии из реактора в реактор подается азот для предотвращения образования взрывоопасной концентрации паров этилацетата.

Авторами установлено, что при обеспечении геометрического подобия, можно спроектировать реактора с сохранением высокого выхода целевой фракции и регулируемым диаметром и толщиной горящего свода, например, объемом 1,6, 4,5, 5,0, 6,0 м3.

Технологические режимы разработанного авторами способа получения СФП в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Таблица
Технологические режимы получения СФП
Наименование показателей Пример (Пр. №1) Пр. №2 Пр. №3 Пр. №4 Пр. №5
Объем реактора, м3 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5
Внутренний диаметр реактора, мм 1800 1800 1800 1800 1800
Высота внутренней обечайки реактора, мм 2200 2200 2200 2200 2200
Количество мешалок, шт. 3 4 4 3 4
Диаметр мешалки от диаметра реактора 0,8 0,7 0,7 0,8 0,7
Угол наклона мешалки переменный переменный переменный постоянный постоянный
Расстояние между мешалками от диаметра реактора 0,166 0,125 0,125 0,166 0,125
Наличие рассекателя потока установлен установлен установлен - -
Расход подаваемого в рубашку теплоносителя, м3/час 60 55 50 40 50
Температура теплоносителя при отгонке этилацетата конечная, °С 100 110 105 100 110
Выход целевой фракции СФП, масс.% 78 80 82 50 58
Химическая стойкость сферического пороха, мм рт.ст. 30 35 32 34 31

Из приведенных данных таблицы видно, что разработанный авторами способ получения СФП в пределах граничных условий (примеры 1…3) позволил увеличить выход целевой фракции СФП от 78 до 82 мас.%. за пределами граничных условий (примеры 4, 5), где диспергирование порохового лака проводится лопастными мешалками с постоянным углом наклона и без рассекателя потока выход целевой фракции пороха не превышает 58 мас.%.

Литература

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 750 с.

2. Патент РФ №2258688 C2, 20.08.2005.

Способ получения сферического пороха, включающий перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку растворителя, отличающийся тем, что диспергирование порохового лака в реакторе объемом 6,5 м, с внутренним диаметром 1800 мм и высотой внутренней обечайки реактора 2200 мм и эллиптическим днищем проводят лопастными мешалками с переменным углом наклона с диаметром 0,7-0,8 от внутреннего диаметра реактора, установленными в нижней консольной части вала в 3-4 ряда под углом 90° относительно предшествующей лопасти, на расстоянии между мешалкой 0,125-0,166 от внутреннего диаметра реактора, верхняя часть вала установлена на двух радиальных сферических и одном упорном выносных подшипниках, смонтированных в колонке, на крышке реактора устанавливают жестко закрепленный на штоке рассекатель потока, который направляет поток образовавшейся воронки к центру вала, образование порохового лака и разбивку его на гранулы проводят при частоте вращения мешалок от 60 до 120 об/мин, обогрев реактора проводят теплоносителем, подаваемым в рубашку реактора, с температурой до 110°C и с расходом до 40 м/ч, уплотнение вала осуществляют с помощью охлаждаемого сальникового устройства, суспензию готового пороха выгружают из реактора самотеком через дистанционно управляемый клапан выгрузки, при этом объем слитой суспензии в реакторе заполняют азотом.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 171-180 of 185 items.
06.06.2019
№219.017.746c

Заряд твердого ракетного топлива для стартовых реактивных двигателей

Изобретение относится к заряду твердого топлива «щеточной» конструкции, предназначенному для использования в качестве источника энергии в стартовых реактивных двигателях с малым временем работы, применяемых в гранатометах, огнеметах и противотанковых управляемых ракетах. Заряд твердого топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690472
Дата охранного документа: 03.06.2019
19.06.2019
№219.017.8af9

Заряд для 5,45 мм патрона

Изобретение относится к области разработки зарядов к патронам для стрелкового оружия. Заряд выполнен из сферических пороховых элементов, состоящих из нитроцеллюлозы с содержанием оксида азота 213,0…214,0 мл NO/г и 10,5…13,5 мас.% нитроглицерина, 0,5…1,1 мас.% дифениламина, с насыпной плотностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448076
Дата охранного документа: 20.04.2012
19.06.2019
№219.017.8aff

Заряд для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения

Изобретение относится к области разработки зарядов к патронам для стрелкового оружия. Заряд состоит из сферического пороха, изготовленного из нитроцеллюлозы с содержанием оксида азота 209…210,5 мл NO/г, углерода, дифениламина и этилацетата с насыпной плотностью 0,600…0,850 кг/дм и размером...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448077
Дата охранного документа: 20.04.2012
19.06.2019
№219.017.8b45

Способ получения мелкодисперсных нитратов целлюлозы

Изобретение относится к области получения нитратцеллюлозных пресс-порошков для изготовления энергетических составов и касается способа получения мелкодисперсных нитратов целлюлозы. Способ включает приготовление водной суспензии нитратцеллюлозных волокон, дозировку этилацетата, добавление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002441880
Дата охранного документа: 10.02.2012
29.06.2019
№219.017.a000

Устройство для импульсной знакопеременной обработки прискважинной зоны пласта

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Обеспечивает возможность разработки генератора давления для интенсификации нефтегазодобычи на основе артиллерийских порохов, характеризующегося пониженной массой заряда и сопоставимого по эффективности с наиболее мощными существующими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451173
Дата охранного документа: 20.05.2012
29.06.2019
№219.017.a100

Заряд твердого ракетного топлива

Заряд твердого ракетного топлива включает пучок топливных элементов, скрепленных с дном двигателя полимерным крепящим составом и дополнительным клеем. Полимерный крепящий состав представляет собой полиуретан, состоящий из смоляной части и отвердителя аминного типа. Отвердитель наряду с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449156
Дата охранного документа: 27.04.2012
03.10.2019
№219.017.d1d3

Футляр для зарядов к миномётным 82-мм выстрелам

Изобретение относится к области военной техники в части упаковки метательных зарядов минометных 82-мм выстрелов. Футляр состоит из корпуса и крышки, в которых содержатся основной и дополнительный заряды, стойки для удержания дополнительных зарядов, штанги для размещения основного заряда,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701748
Дата охранного документа: 01.10.2019
24.11.2019
№219.017.e5dc

Флегматизирующий состав для эмульсионной флегматизации сферических порохов

Изобретение относится к производству порохов для стрелкового оружия. Флегматизирующий состав для эмульсионной флегматизации сферических порохов содержит смесь динитрата диэтиленгликоля и динитрата триэтиленгликоля (ЛД-30) 50-90 мас.% и централит II 10-50 мас.%. Применение смеси ЛД-30 в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707031
Дата охранного документа: 21.11.2019
13.12.2019
№219.017.ed15

Установка для очистки попутного нефтяного и природного газа от серосодержащих соединений

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, в частности к установкам для очистки газов от серосодержащих соединений, и может быть использовано при подготовке попутного нефтяного газа (далее ПНГ) и природного газа к потреблению. Установка очистки и осушки попутного нефтяного газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708853
Дата охранного документа: 11.12.2019
17.01.2020
№220.017.f671

Высокоэнергетический пироксилиновый порох для метательных зарядов танковой артиллерии

Изобретение относится к производству пироксилиновых высокоэнергетических порохов и может быть использовано для изготовления порохов к ствольным системам многоразового действия, а именно метательных зарядов (МЗ) выстрела танковой артиллерии. Изобретение направлено на улучшение воспламеняемости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711143
Дата охранного документа: 15.01.2020
Showing 171-180 of 209 items.
11.03.2019
№219.016.dbf5

Способ получения сферических порохов для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Технический результат - получение СФП со стабильными физико-химическими и баллистическими характеристиками путем обеспечения гибкой системы обогрева реакторов, обеспечивающей проведение массообменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458029
Дата охранного документа: 10.08.2012
11.03.2019
№219.016.dc09

Способ графитовки сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, а именно стадии его графитовки. Способ включает введение в сферический порох после отжима от воды до влажности 18-22 мас.% графитовой суспензии, состоящей из 1 части графита и 6-7 частей воды, подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456257
Дата охранного документа: 20.07.2012
15.03.2019
№219.016.e145

Капсюль-воспламенитель

Изобретение относится к капсюлям-воспламенителям для зажигания переходных и метательных зарядов. Капсюль-воспламенитель включает гильзочку со шляпкой, расположенный на ее дне колпачок, содержащий термостойкий неоржавляющий ударно-воспламенительный состав, прикрытый сверху защитным покрытием, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002443969
Дата охранного документа: 27.02.2012
29.03.2019
№219.016.f11c

Способ получения нанодисперсного порошка октогена или гексогена и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к технологии производства взрывчатых веществ. Предложен способ получения нанодисперсного порошка октогена или гексогена и установка для его осуществления. Октоген или гексоген растворяют в органическом растворителе - циклогексаноне или диметилсульфоксиде, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002343138
Дата охранного документа: 10.01.2009
30.03.2019
№219.016.f991

Имитаторы запаха наркотических веществ для тренировки служебно-розыскных собак на обнаружение наркотиков

Изобретение относится к области дрессировки собак. Предложены имитаторы запаха наркотических веществ - героина, кокаина, амфетаминов, каннабиса, крэка, спидбола, опия и JWH, пролонгированного действия для дрессировки служебных собак, включающие инертный носитель и эффективное количество...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683476
Дата охранного документа: 28.03.2019
04.04.2019
№219.016.fc85

Капсюль-воспламенитель

Изобретение относится к средствами инициирования. Предложен капсюль-воспламенитель, содержащий металлический колпачок с ударно-воспламенительным составом, выполненным в виде двух слоев и прикрытым сверху защитным слоем. Слой ударно-воспламенительного состава, расположенный у дна колпачка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002360213
Дата охранного документа: 27.06.2009
17.04.2019
№219.017.1524

Материал жесткого сгорающего картуза

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов для жестких сгорающих картузов. Материал жесткого сгорающего картуза включает целлюлозу, нитраты целлюлозы, энергетическое связующее. Согласно изобретению дополнительно вводится низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ), в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684785
Дата охранного документа: 15.04.2019
19.04.2019
№219.017.2e54

Полихлоралюминаты лития

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Полихлоралюминаты лития получены взаимодействием хлорида лития с хлоридом алюминия в среде диэтилового эфира и соответствуют общей химической формуле LiCl·nAlCl·2EtO, где n=1, 2. Указанные химические соединения пригодны для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395452
Дата охранного документа: 27.07.2010
19.04.2019
№219.017.2e5b

Полихлоралюминаты щелочноземельных металлов

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Полихлоралюминаты щелочноземельных металлов получены взаимодействием хлоридов щелочноземельных металлов с хлоридом алюминия в среде диэтилового эфира и соответствуют общей химической формуле МСl·4АlСl·nЕtO, в которой при М=Са...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395454
Дата охранного документа: 27.07.2010
19.04.2019
№219.017.2e5e

Полихлорцинкаты редкоземельных элементов

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Полихлорцинкаты редкоземельных элементов (РЗЭ) получены взаимодействием хлоридов редкоземельных элементов с хлоридом цинка в среде диэтилового эфира и соответствуют общей химической формуле nMCl·ZnCl·mEtO, где М=РЗЭ, n=1-7,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395458
Дата охранного документа: 27.07.2010
+ добавить свой РИД