×
01.03.2019
219.016.cead

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОТГОНКИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ ПОРОХОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП). Технический результат - обеспечение режимов отгонки растворителя из пороховых элементов, обеспечивающих получение СФП с заданной насыпной плотностью и равномерно распределенной пористостью в пороховых элементах. Технический результат достигается за счет того, что в способе отгонки этилацетата из пороховых элементов сферического пороха в реакторе осуществляют подачу теплоносителя в рубашку реактора. При этом осуществляют подъем температуры теплоносителя с 68°С до 86…87°С в течение 10…15 минут, при которой осуществляют отгонку 70…75 мас.% этилацетата от его общего количества. Затем в течение 10…15 минут поднимают температуру теплоносителя до 98…100°С и отгоняют оставшуюся часть этилацетата. 1 табл.

Из литературных источников [1, 2] известны способы отгонки растворителя в химической промышленности. Однако все известные способы неприменимы в технологии получения сферических порохов (СФП), т.к. СФП должны иметь строго заданную пористость, насыпную плотность и стабильные баллистические характеристики.

В качестве прототипа авторами выбран патент [3] «Способ получения сферического пороха», включающий приготовление порохового лака при перемешивании нитроцеллюлозных ингредиентов в 4…5 мас.ч. воды с этилацетатом, добавление эмульгатора, диспергирование лака и удаление растворителя, отличающийся тем, что в качестве нитроцеллюлозных ингредиентов используют пироксилин с баллиститным порохом, или мелкозерненый пироксилиновый порох (МЗПП) с баллиститным порохом, или совместно пироксилин, МЗПП и баллиститный порох при содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 30 мас.%, приготовление порохового лака осуществляют в течение 30…60 минут, добавление эмульгатора осуществляют в количестве 20…30 мас.% от общего его количества, диспергирование лака проводят в течение 10…20 минут, останавливают процесс на 10…20 минут, затем проводят повторное диспергирование в течение 10…20 минут при вводе оставшегося количества эмульгатора, а в качестве эмульгатора используют мездровый клей.

После завершения процесса обезвоживания сферических частиц ведется отгонка растворителя из них. Процесс отгонки растворителя является сложным физико-химическим процессом.

От скорости отгонки растворителя целиком зависит пористость сферических частиц, насыпная плотность и, как следствие, стабильность баллистических характеристик по скорости полета пуль, разбросу скорости полета пуль и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.

Недостатком данного способа является то, что полученный СФП имеет от операции к последующей операции различную пористость и насыпную плотность, при этом пористость сферических частиц изменяется от 7 до 15%, а насыпная плотность от 0,950 до 0,980 кг/дм3. В таком интервале по пористости и насыпной плотности трудно обеспечить стабильность баллистических характеристик СФП.

Технический результат - разработка технологических режимов отгонки растворителя из пороховых элементов, обеспечивающих получение СФП с заданной насыпной плотностью и равномерно распределенной пористостью в пороховых элементах.

Результат достигается тем, что отгонку растворителя из пороховых элементов СФП осуществляют за счет подъема температуры теплоносителя, подаваемого в рубашку реактора, с 68°С до 86…87°С в течение 10…15 минут, при которой осуществляют отгонку 70…75 мас.% растворителя от общего количества, затем в течение 10…15 минут поднимают температуру теплоносителя до 98…100°С и отгоняют оставшуюся часть растворителя.

Авторами впервые установлено, что отгонку растворителя необходимо вести при строго определенной температуре в пузырьковом режиме кипения. При этом ЭА переходит из сферических частиц в дисперсионную среду (воду) и система постоянно находится в равновесии. В данном случае 70…75 мас.% ЭА переходит в дисперсионную среду за счет коэффициента турбулентной диффузии. Малейшее увеличение тепловой нагрузки приводит к увеличению интенсивности кипения растворителя. Поскольку в дисперсионной среде присутствуют эмульгаторы, на поверхности раздела фаз (жидкость-газовая фаза) возникает устойчивый пенный слой, в который газовые пузырьки ЭА выносят пороховые элементы. Из-за нарушения тепломассообмена в пороховых элементах в пенном слое образуется дополнительная пористость в сферических частицах. Так, авторами установлено, что пористость в сферических частицах до 5% имеет равномерно распределенный характер.

После отгонки 70…75 мас.% растворителя дисперсионная среда не насыщена этилацетатом, поскольку процесс определяется коэффициентом молекулярной диффузии и на поверхности зеркала жидкости не происходит образования пены. Для ускорения процесса отгонки растворителя необходимо обеспечить максимальную тепловую нагрузку теплоносителя. Повышение температуры теплоносителя с 68°С до 86…87°С осуществляют в течение 10…15 минут. Уменьшение времени подъема температуры теплоносителя менее 10 минут невозможно из-за большого объема массы теплоносителя, а увеличение времени нагрева более 15 минут связано с увеличением длительности технологического процесса.

Отгонка растворителя из пороховых элементов осуществляется при постоянной температуре теплоносителя 86…87°С, при этом отгоняется 70…75 мас.% ЭА. Снижение температуры теплоносителя менее 86°С приводит к удлинению процесса отгонки растворителя, а увеличение температуры теплоносителя более 87°С приводит к увеличению интенсивности кипения растворителя, образованию пористого пороха и выбросу массы из реактора. Уменьшение количества отогнанного растворителя менее 70 мас.% при подъеме температуры теплоносителя до 98…100°С приводит к резкому кипению смеси в реакторе, выбросу массы из реактора и получению брака по пористости в сферических частицах. Увеличение количества отогнанного растворителя более 75 мас.% при переходе на температуру теплоносителя 98…100°С связано с увеличением длительности процесса.

После завершения первой стадии отгонки растворителя в течение 10…15 минут температура теплоносителя поднимается до 98…100°С и удаляется остальная часть растворителя. Уменьшение времени менее 10 минут невозможно из-за нагрева большого объема массы теплоносителя, а увеличение времени нагрева более 15 минут связано с увеличением длительности технологического процесса. Снижение температуры теплоносителя менее 98°С приводит к увеличению длительности технологического процесса, а увеличение температуры теплоносителя более 100°С ограничено физическими свойствами воды.

Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП по разработанному авторами способу в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

По техническим условиям для 5,45 мм патрона с пулей со стальным сердечником: масса порохового заряда 1,37…1,45 г; скорость полета пули 880±5 м/с; разброс между наибольшим и наименьшим значением скорости пули не более 25 м/с; максимальное давление пороховых газов: среднее не более 284,3 МПа, наибольшее не более 299,0 МПа; разброс между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов не более 24,5 МПа.

Из приведенных результатов таблицы видно, что по разработанному авторами способу (примеры 1…3) полученный СФП для 5,45 мм патрона с пулей со стальным сердечником удовлетворяет всем требованиям по физико-химическим и баллистическим характеристикам. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет по скорости полета пули и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.

Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха
Наименование показателя Пример (Пр.№1) Пр.№2 Пр.№3 Пр.№4 Пр.№5
Время подъема температуры теплоносителя, мин 10 12,5 15 10 20
Температура теплоносителя, °С 86 86,5 87 85 88
Количество отогнанного растворителя, мас.% 70 72,5 75 68 80
Время подъема температуры теплоносителя, мин 10 12,5 15 10 20
Температура теплоносителя, °С 98 99 100 96 100
Пористость, % 3 5 4 20 25
Насыпная плотность, кг/дм3 0,980 0,982 0,985 0,940 0,930
Химическая стойкость, мм рт.ст. 24 24 24 24 24
Баллистические характеристики для 5,45 мм патрона с пулей со стальным сердечником:
Масса заряда, г 1,41 1,42 1,41 1,39 1,36
Скорость полета пуль, м/с 882 880 884 760 740
Разброс скорости полета пуль, м/с 20 21 22 30 35
Максимальное давление пороховых газов, МПа:
Среднее 280,4 278,4 279,9 289,2 293,1
Наибольшее 288,2 292,2 292,1 308,8 318,6
Разброс между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов 17,6 15,7 13,7 39,2 34,3

Литература

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

2. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 987. - 492 с.

3. Патент РФ №2256636 С1, 20.07.2005.

Способ отгонки этилацетата из пороховых элементов сферического пороха в реакторе, включающий подачу теплоносителя в рубашку реактора, при этом осуществляют подъем температуры теплоносителя с 68°С до 86…87°С в течение 10…15 мин, при которой осуществляют отгонку 70…75 мас.% этилацетата от его общего количества, затем в течение 10…15 мин поднимают температуру теплоносителя до 98…100°С и отгоняют оставшуюся часть этилацетата.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 101-110 из 166.
20.05.2016
№216.015.3fa6

Заряд для 7,62х53 мм спортивного винтовочного патрона

Изобретение относится к метательным зарядам для стрелкового оружия и может быть использовано для зарядов к спортивному винтовочному патрону калибра 7,62 мм. Заряд для 7,62×53 мм спортивного винтовочного патрона из сферического пороха, размещенного в гильзе с капсюлем воспламенителем, выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584284
Дата охранного документа: 20.05.2016
10.06.2016
№216.015.44b9

Материал инертного имитатора жесткого сгорающего картуза

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов (СМ) для жестких сгорающих картузов. Материал инертного имитатора жесткого сгорающего картуза, включающий связующее и армирующий компонент, отличающийся тем, что не содержит взрывоопасных компонентов, в качестве армирующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586198
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.08.2016
№216.015.5496

Способ получения сферического пороха для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. При получении пороха высушенный графитованный сферический порох пневмотранспортом через циклон-осадитель подают на наклон для сухого рассева, представляющий собой набор сменных латунных сеток под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593451
Дата охранного документа: 10.08.2016
13.01.2017
№217.015.6903

Способ получения сферического пороха для патронов стрелкового оружия

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака, диспергирование его сферических частиц, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороха с последующей промывкой, сортировкой водопроводной водой и сушкой. На вращающиеся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591251
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cfa

Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза

Изобретение относится к производству материалов для жестких сгорающих картузов. Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза содержит в качестве связующего поливинилацетат, в качестве армирующего компонента - волокна непластифицированной целлюлозы со степенью размола 42-48°ШР,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597120
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d1d

Способ получения пироксилинового сферического пороха для 7,62 мм спортивного патрона

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. При получении пороха в реактор заливают воду, загружают при перемешивании нитроцеллюлозу с содержанием оксида азота 212,7-214,0 мл NO/г, до 30 мас.% возвратно-технологических отходов после мокрой сортировки и от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597391
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d82

Способ графитовки сферического пороха

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, а именно к способу графитовки пороха. После сушки партию неграфитованного пороха загружают в герметичный полировальный барабан, представляющий собой медный вращающийся цилиндр. Вдоль образующей барабана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597317
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.714d

Метательный заряд миномётного выстрела

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к метательным зарядам минометных выстрелов. Метательный заряд минометного выстрела содержит основной воспламенительный заряд, размещаемый в удлиненной камере стабилизатора мины. Основной заряд состоит из тонкосводного мелкозерненого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596856
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.7235

Способ сушки сферического пороха

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, а именно к сушке пороха. Для сушки порох с влажностью 18-22 мас.% и графит через циклон-осадитель подают в непрерывно действующую стационарно установленную сушилку, в нижней части которой имеется короб,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598091
Дата охранного документа: 20.09.2016
13.01.2017
№217.015.81e9

Пресс-инструмент для изготовления сгорающих изделий

Изобретение относится к области производства полимерных композиционных энергетических материалов. Пресс-инструмент включает формующую матрицу, выходные каналы, обогреваемую рубашку, полость рубашки находится между внутренней стенкой рубашки и внешней стенкой формующей матрицы. Пар подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601475
Дата охранного документа: 10.11.2016
Показаны записи 101-110 из 208.
20.08.2015
№216.013.7349

Флегматизатор пороха

Изобретение относится к производству порохов для стрелкового оружия. Флегматизатор пороха включает, мас.%: динитротолуол - 20-40 и α, ω- диметакрил-(бис-триэтиленгликоль)фталат (МГФ-9) - остальное. Вариант флегматизатора пороха включает, мас.%: централит 1 - 20-40, МГФ-9 - остальное....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561083
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.09.2015
№216.013.7ff2

Способ получения одноосновного сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения одноосновного сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564351
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.10.2015
№216.013.84f2

Метательный заряд для 9 х 19 мм пистолетного патрона с облегченной пулей со стальным сердечником

Изобретение относится к области разработки зарядов к патронам стрелкового оружия, в частности зарядов для пистолетного патрона. Заряд для пистолетного 9×19 мм патрона с облегченной пулей со стальным сердечником состоит из частиц сферического пороха. Заряд размещен в капсюлированной гильзе....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565637
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.11.2015
№216.013.90f8

Способ сушки жестких сгорающих картузов

Изобретение относится к области производства полимерных композиционных энергетических материалов. Способ сушки жестких сгорающих картузов включает подачу воздуха во внутреннюю полость заготовки локально в нижний патрубок технологической оснастки для каждой заготовки изделия под давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568728
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.12.2015
№216.013.9cb9

Способ нанесения многослойного покрытия

Изобретение относится к производству сферических порохов. Способ нанесения многослойного покрытия на гранулы сферического пороха включает приготовление водной эмульсии компонента покрытия, приготовление суспензии пороха с содержанием 60-80 мас.% наполнителя в реакторе с перемешивающим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571746
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.12.2015
№216.013.9cbb

Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к области производства гранулированных материалов по водно-дисперсионной технологии, в частности сферических порохов (СФП). Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571748
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.01.2016
№216.014.bd4b

Способ получения додекагидро-клозо-додекабората калия

Изобретение может быть использовано в химической области. Способ получения додекагидро-клозо-додекабората калия включает проведение процесса пиролиза исходной смеси, содержащей тетрагидроборат натрия NaBH и тетрафтороборат калия KBF, в инертной атмосфере в интервале температур 280-475°C....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573679
Дата охранного документа: 27.01.2016
20.06.2016
№217.015.0308

Способ получения сферического пороха для патронов стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, находящуюся в реакторе, заливку растворителя - этилацетата, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587451
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.04.2016
№216.015.360b

Сферический пироксилиновый порох для 5,6-мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения

Изобретение относится к сферическим порохам для стрелкового оружия. Сферический пироксилиновый порох для 5,6-мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения в качестве исходного сырья содержит пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и до 30 мас.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581375
Дата охранного документа: 20.04.2016
27.04.2016
№216.015.3915

Способ получения многослойного сферического пороха

Изобретение относится к области производства сферических порохов (СФП). Способ получения многослойного сферического пороха включает приготовление порохового лака при перемешивании нитратцеллюлозных ингредиентов с этилацетатом в воде, диспергирование лака при вводе эмульгатора и удаление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582413
Дата охранного документа: 27.04.2016
+ добавить свой РИД