Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ПОРОХОВ

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия.

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

Недостатком известных способов является то, что обезвоживание сферических порохов проводят отдельной операцией, где процесс обезвоживания проводят ~ 30…40 минут.

Наиболее близким техническим решением является способ получения сферических порохов для 5,6 мм спортивного патрона [3] прототип, где обезвоживание пороховых элементов выделено в отдельную операцию и проводят его в течение 30 минут при температуре смеси в реакторе равной 66…70°С.

Авторами впервые обнаружено, что процесс обезвоживания сферических пороховых элементов идет более интенсивнее при высоких температурах, при этом влага, связанная физико-химически с этилацетатом, за счет диффузионных процессов переходит в дисперсионную среду, обеспечивая при этом равномерную усадку пороховых элементов. Это, в свою очередь, приводит к сокращению цикла получения сферического пороха и снижению пористости в пороховых элементах.

Целью изобретения является исключение из технологического процесса операции обезвоживания сферических пороховых элементов и обеспечения стабильной пористости пороховых элементов сферического пороха.

Поставленная цель достигается тем, что после завершения процесса диспергирования порохового лака на сферические частицы при температуре смеси в реакторе равной 68…70°C вводят в реактор по отношению к воде сернокислый натрий (Na₂SO₄) в количестве 0,6…1,5 мас.% и сразу же ведут процесс отгонки растворителя.

Примеры выполнения способа получения сферического пороха с исключением операции обезвоживания пороховых элементов при получении сферического пороха для патрона. 30 CARBINE (7.62×33) в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).

Пример 1. В реактор объемом 1,57 м³ заливается 308 литров воды, загружается 140 кг нитроцеллюлозы, заливается 308 литров этилацетата, 0,42 кг дифениламина и 0,14 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 (мездровый клей) и ведется дробление порохового лака на сферические частицы в течение 60 минут, после этого при температуре 68°C вводят 1,85 кг сернокислого натрия и при температуре теплоносителя 76…80°C в рубашке реактора отгоняется 65 мас.% растворителя в течение 60 минут и при температуре 97°C в течение 20 минут отгоняется остальная часть растворителя. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Пример 2. В реактор объемом 1,57 м³ заливается 364 литров воды, загружается при перемешивании 140 кг нитроцеллюлозы, заливается 364 литра этилацетата, 0,525 кг дифениламина, 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 при температуре 69°C вводится 3,82 кг сернокислого натрия и при температуре теплоносителя в рубашке реактора 77…82°C в течение 70 минут и при температуре 98°C в течение 20 минут ведется отгонка растворителя. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Пример 3. В реактор объемом 1,57 м³ заливается 420 литров воды, загружается при перемешивании 140 кг нитроцеллюлозы, заливается 420 литров этилацетата, 0,69 кг дифениламина и 0,56 кг графита или углерода технического, в течение 60 минут готовят 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 при температуре 70°C вводится 6,30 кг сернокислого натрия и при температуре теплоносителя в рубашке реактора 78…84°C в течение 80 минут и при температуре 99°C в течение 20 минут ведут отгонку растворителя. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Из приведенных данных таблицы видно, что полученный авторами порох в пределах граничных условий имеет пористость в пределах 2,0…3,0%, насыпную плотность 0,968…0,976 кг/дм³, при этом технологический цикл получения сферического пороха сокращен на 10…30 минут. По баллистическим характеристикам полученный авторами сферический порох удовлетворяет всем требованиям, предназначенным для снаряжения спортивно-охотничьих патронов. 30 CARBINE (7,62×33).

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

Следовательно, разработанный авторами способ получения сферического пороха для стрелкового оружия позволил:

- получать сферические пороха с более низкой равномерно распределенной пористостью в пороховых элементах и высокой насыпной плотностью;

- сократит технологический цикл получения СФП за счет исключения операции обезвоживания сферических частиц;

- повысить стабильность баллистических характеристик по скорости полета пули, разности между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули, максимальному давлению пороховых газов в баллистической группе, а также по массе порохового заряда.

Литература

1. Патент США №2843584.

2. Патент США №3378545.

3. Патент РФ №1806462 (C06B 21/00).