способ получения пористого пороха к стрелковому оружию

Формула изобретения

Способ получения пористого пороха к стрелковому оружию, включающий смешение нитратов целлюлозы, летучего растворителя-пластификатора, стабилизатора химической стойкости, формование пороховых элементов, удаление растворителя экстракцией водой, обработку пороховых элементов в водном растворе ацетона в течение 10-240 мин при перемешивании с последующей отгонкой ацетона из пороховых элементов, сушку, сортировку, поверхностную обработку элементов, отличающийся тем, что обработку пороховых элементов осуществляют в водном растворе ацетона с концентрацией 71-85 об.% с добавлением мездрового клея в качестве поверхностно-активного вещества в количестве 0,1-1,0 % от массы пороха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства порохов и может быть использовано для изготовления пористых порохов к стрелковому оружию.

Существует способ получения быстрогорящего пористого пороха различных марок, в том числе и спортивно-охотничьего пороха класса Сунар по гидропрессовой технологии на основе использования солевого порообразователя (Гиндич В. И. Технология пироксилиновых порохов, г.Казань, 1995, т.2, с.287, 318). Способ включает операции смешения компонентов (нитратов целлюлозы (НЦ), спирто-эфирного растворителя, стабилизатора химической стойкости дифениламина (ДФА), солевого порообразователя), прессование пластифицированной пороховой массы и резку порохового шнура на элементы, удаление растворителя, сушку, сортировку, поверхностную обработку. Способ отличается низкой технологичностью пороховой массы, очень трудоемкий, так как основан на применении большого количества (до 200%) солевого порообразователя, удаляемого в процессе изготовления. Данный порох по эксплуатационным характеристикам не удовлетворяет требованиям к современным патронам. Кроме того, технология экологически неблагоприятная, так как имеют место выбросы вредных сточных вод, содержащих в большом количестве водорастворимые соли, а получаемый порох не выдерживает конкуренции на рынке по своей цене.

Известен способ получения пористого пороха с использованием порофоров (Франция патент №7536432, кл. С 06 В 21/00, опубл. 24.06.77 г.). По данному способу получают пористые охотничьи пороха на основе НЦ введением в массу порофора (диазодинитрил изомасляной кислоты (I), бензосульфогидразин, органический ди-трикарбонат, например ди-трет-бутил). Порох состава (кг):2,5 НЦ (13,25% N), 0,66 спирта, 1,512 эфира, 0,029 (1,15%) ДФА и 2,5% KNO₃ с добавкой 10% (I) дает скорость пули в 15 м от среза дула 298 м/с при давлении в камере 580 бар. Состав без добавки дает соответственно 288,8 м/с при 573 бар. Способ также экологически вреден, используемые порофоры являются дефицитными и дорогими компонентами, а получаемый порох не может удовлетворить требованиям к современным патронам.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения пироксилинового пористого пороха для патронов к стрелковому оружию по патенту RU 2165402 С2, 20.04.2001, МПК С 06 В 25/18 (прототип). Согласно изобретению в способе, включающем операции смешения нитратов целлюлозы, летучего растворителя-пластификатора, стабилизатора химической стойкости, формования пороховых элементов, удаления растворителя экстракцией водой, сушки, сортировки, поверхностной обработки элементов, комплектации партий, пористую структуру создают за счет того, что пороховые элементы после экстракции растворителя обрабатывают в водном растворе ацетона с концентрацией 30-70 об.% в течение 10-240 минут при перемешивании с последующей отгонкой ацетона из пороховых элементов.

Способ позволяет получать пористые пороха без применения солевого порообразователя с величиной кажущейся плотности в диапазоне 1,15-1,52 кг/дм ³ для спортивно-охотничьих ружейных и пистолетных патронов. Однако появление новых видов патронов гражданского назначения и все возрастающие требования к ним по баллистическим характеристикам уже не обеспечиваются на порохах, полученных по этому способу. Необходимо изготовление порохов с более развитой поровой структурой, т.е. с большой скоростью газообразования для обеспечения скоростей полета снаряда при минимальных навесках порохового заряда.

Задачей предлагаемого способа получения пористого пороха к стрелковому оружию является обеспечение требуемых баллистических характеристик патронов к современному стрелковому оружию за счет получения высокопористого быстрогорящего пороха.

Для достижения данного технического результата в способе получения пористого пороха к стрелковому оружию, включающем смешение нитратов целлюлозы, летучего растворителя-пластификатора, стабилизатора химической стойкости, формование пороховых элементов, удаление растворителя экстракцией водой, обработку пороховых элементов в водном растворе ацетона в течение 10-240 минут при перемешивании с последующей отгонкой ацетона из пороховых элементов, сушку, сортировку, поверхностную обработку элементов, обработку пороховых элементов осуществляют в водном растворе ацетона с концентрацией 71-85 об.% и с добавлением мездрового клея в качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ), в количестве 0,1-1,0% от массы пороха.

Повышение концентрации ацетона в воде приводит к снижению кажущейся плотности пороха до 1,0 кг/дм³, при этом вследствие ввода в раствор ПАВ не происходит разрушения и изменения формы пороховых элементов. Порох с такой плотностью имеет более развитую поровую структуру и высокую скорость газообразования. Эти факторы позволяют при использовании пороха в современных патронах получать требуемые скорости снаряда при минимальной массе порохового заряда.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. 120 кг мелкозерненого пироксилинового пороха с плотностью 1,57 кг/дм³ загружают в реактор в водный 71 об.% раствор ацетона, в который добавлено 0,12 кг (0,1% от массы пороха) мездрового клея, соотношение пороха к раствору 1:3. Порох при перемешивании обрабатывают в течение 70 минут, далее ацетон отгоняют, а порох выгружают из реактора и направляют на сушку. После сушки порох подвергают поверхностной обработке графитом, сортировке, мешке.

Пример 2. 120 кг мелкозерненого пироксилинового пороха с плотностью 1,57 кг/дм ³ загружают в реактор в водный 77 об.% раствор ацетона, в который добавлено 0,6 кг (0,5% от массы пороха) мездрового клея, соотношение пороха к раствору 1:3. Порох при перемешивании обрабатывают в течение 60 минут, далее ацетон отгоняют, а порох выгружают из реактора и направляют на сушку. После сушки порох подвергают поверхностной обработке графитом, сортировке, мешке.

Пример 3. 120 кг мелкозерненого пироксилинового пороха с плотностью 1,56 кг/дм³ загружают в реактор в водный 85 об.% раствор ацетона, в который добавлено 1,2 кг (1,0% от массы пороха) мездрового клея, соотношение пороха к раствору 1:3. Порох при перемешивании обрабатывают в течение 30 минут, далее ацетон отгоняют, а порох выгружают из реактора и направляют на сушку. После сушки порох подвергают поверхностной обработке графитом, сортировке, мешке.

Некоторые характеристики изготовленных образцов пороха и результаты баллистических испытаний их приведены в таблице. Испытания пороха проводились в спортивных патронах для гладкоствольного ружья 12 калибра и пистолета.

Анализ представленных данных показывает, что изготовленные пороха имеют более высокую пористость, возможно снижение кажущейся плотности до 1,0 кг/дм³. Диапазон плотности составил 1,19-1,0 кг/дм³, по прототипу 1,15-1,42 кг/дм³. Данный уровень плотности может быть достигнут только при получении пороха по штатной технологии с вводом в пороховую массу большого количества (200-220 мас.%) солевого порообразо-вателя, например, KNO₃.

На изготовленных по предлагаемому способу образцах пороха достигнуты требуемые баллистические характеристики к современным спортивным ружейным и пистолетным патронам при низких массах порохового заряда.

Таблица Характеристики образцов пороха
Наименование показателей	Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Прототип	Прототип
Толщина горящего свода, мм	0,25	0,36	0,37		0,25	0,34
Диаметр канала зерна, мм	0,08	0,11	0,11		0,09	0,12
Наружный диаметр зерна, мм	0,58	0,58	0,85		0,59	0,80
Длина зерна, мм	0,91	1,75	1,1		1,07	1,02
Кажущаяся плотность пороха, кг/дм 3	1,19	1,15	1,0		1,42	1,15
Баллистические характеристики:
Калибр патрона	12	12	9		12	9
Масса порохового заряда, г	1,2	1,40	0,21		1.75	0,25
Масса дроби или пули, г	20	24	6		35	6
Средняя начальная скорость пули, м/с	345	347	327		328	325
Разброс по скорости, м/с	8	8	11		10	17
Среднее максимальное	55	58,7	97		52	103
давление пороховых газов Рм. ср, МПа (кгс/см2)	(562)	(594)	(985)		(530)	(1050)