способ флегматизации крупнодисперсного двухосновного сферического пороха

Формула изобретения

Способ флегматизации крупнодисперсного двухосновного сферического пороха, включающий приготовление 1,5-3,5%-ной водной флегматизирующей эмульсии, приготовление суспензии пороха в реакторе с перемешивающим устройством, введение полученной флегматизирующей эмульсии в суспензию пороха, обработку суспензии пороха флегматизирующей эмульсией, отличающийся тем, что 6,5-7,5 мас.% флегматизатора по отношению к 1 мас.ч. пороха в виде флегматизирующей эмульсии вводят в два приема при температуре 90-95°С: первую порцию эмульсии, содержащую 3,25-3,75 мас.% централита I, перемешивают с 1 мас.ч. пороха 60-90 мин при температуре 90-95°С, вторую порцию эмульсии, содержащую 3,25-3,75 мас.% централита I и централита II в соотношении 3:1, перемешивают с 1 мас.ч. пороха 120-150 мин при температуре 90-95°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства порохов, в частности флегматизации сферических двухосновных порохов (СФП), предназначенных для снаряжения патронов стрелкового оружия, в том числе крупнокалиберного, и малокалиберных артиллерийских систем.

Известны способы флегматизации СФП с размером гранул 0,2-0,9 мм по водно-эмульсионной технологии, согласно которым обработку суспензии пороха водной эмульсией флегматизатора осуществляют в диапазоне температур 76-98°С и времени выдержки 25-120 минут в зависимости от типа пороха [1-3]. В качестве флегматизатора используют как индивидуальные компоненты (например, централит 1, дибутилфталат, дифениламин, динитротолуол с температурой плавления не более 90°С), так и их смеси, а также другие линейние полиэфиры. Недостатком известных способов является несоответствие баллистических характеристик флегматизированных СФП требованиям технических характеристик к метательному заряду из крупнодисперсного пороха.

Наиболее близким, принятым за прототип предлагаемого изобретения [4], является способ флегматизации сферического двухосновного пороха, включающий приготовление 1,5-3,5%-ной водной флегматизирующей эмульсии перемешиванием с водой в течение 10-20 минут 0,20-0,25 мас.% мездрового клея по отношению к 1 мас.ч. пороха и 2,0-6,0 мас.% централита 1 по отношению к 1 мас.ч. пороха или смеси 2,0-6,0 мас.% централита 1 и 1,3-2,5 мас.% динитротолуола по отношению к 1 мас.ч. пороха, приготовление суспензии пороха в реакторе с перемешивающим устройством при соотношении 2,29-2,31 мас.ч. воды и 1 мас.ч. пороха, нагрев полученной флегматизирующей эмульсии перед введением ее в суспензию пороха до температуры 76-80°С, обработку суспензии пороха флегматизирующей эмульсией в течение 60-65 минут при температуре 76-80°С и соотношении 1 мас.ч. пороха: 3,0-3,5 мас.ч. воды.

Недостатком прототипа является то, что метательный заряд из флегматизированных СФП высокое давление пороховых газов в канале ствола оружия и низкая скорость пули в крупнокалиберном стрелковом оружии и выстрелов малокалиберной артиллерии.

Задачей изобретения является обеспечение баллистических показателей СФП требованиям технических характеристик патронов крупнокалиберного стрелкового оружия и выстрелов малокалиберной артиллерии за счет изменения вида флегматизатора, кратности дозировки флегматизирующей эмульсии и температурно-временных режимов флегматизации.

Задача решается за счет того, что способ флегматизации сферического двухосновного пороха, включающий приготовление 1,5-3,5%-ной водной флегматизирующей эмульсии, приготовление суспензии пороха в реакторе с перемешивающим устройством, введение полученной флегматизирующей эмульсии в суспензию пороха, обработку суспензии пороха флегматизирующей эмульсией, отличается тем, что 6,5-7,5 мас.% флегматизатора по отношению к 1 мас.ч. пороха в виде флегматизирующей эмульсии вводят в два приема при температуре 90-95°С: первую порцию эмульсии, содержащую 3,25-3,75 мас.% централита 1, перемешивают с 1 мас.ч. пороха 60-90 минут при температуре 90-95°С, вторую порцию эмульсии, содержащую 3,25-3,75 мас.% централита 1 и централита 11 в соотношении 3:1, перемешивают с 1 мас.ч. пороха 120-150 минут при температуре 90-95°С.

Практическая осуществимость предлагаемого изобретения и достигаемый технический результат подтверждается примерами конкретного получения флегматизирующего крупнодисперсного СФП для 12,7 мм патронов.

Процесс осуществлялся следующим образом. В реактор заливают воду, загружают СФП и нагревают при перемешивании до температуры 90-95°С, затем в реактор вводят при той же температуре флегматизирующую эмульсию, содержащую 3,25-3,75 мас.% централита 1 по отношению к 1 мас.ч. пороха и 0,2-0,3 мас.% ПАВ (например, мездрового клея) по отношению к воде. Пороховую суспензию перемешивают 60-90 минут при температуре 90-95°С, затем вводят вторую порцию флегматизирующей эмульсии, состоящей из 2,45-2,81 мас.% централита 1 и 0,80-0,94 мас.% централита 11 по отношению к 1 мас.ч. пороха и 0,2-0,3 мас.% ПАВ по отношению к воде и суспензию обрабатывают при указанной температуре в течение 120-150 минут.

Технологические параметры эмульсионной флегматизации СФП, результаты баллистических испытаний образцов порохов представлены в таблице.

Согласно приведенным данным флегматизация крупнодисперсного СФП заявленным способом обеспечивает достижение положительного эффекта: пороха имеют удовлетворительные баллистические характеристики (примеры 1-3).

В примерах 4-5 флегматизация пороха осуществлялась по параметрам, находящимся за пределами граничных условий. В случае снижения температуры менее 90°С (пример 4) не обеспечивается достаточная глубина флегматизированного слоя в гранулах СФП для создания необходимой прогрессивности горения. Поэтому образец пороха показывает повышенное давление пороховых газов в канале ствола оружия (3108 кгс/см² ). Верхний предел температуры ограничен температурой кипения воды при водно-эмульсионной организации процесса.

Снижение общего времени перемешивания пороха с флегматизирующей эмульсией в реакторе менее 180 минут (пример 5), несмотря на увеличение общего ввода флегматизатора, приводит к повышенному давлению пороховых газов. Увеличение общего времени флегматизации более 240 минут повышает массу порохового заряда при снижении скорости пули.

Источники информации

1. Сферические пороха. / Ю.М.Михайлов, Н.М.Ляпин, В.Ф.Сопин и др. // Черноголовка: ИПХФ РАН, 2003. - 204 с.

2. Патент № 2244699, МПК С06В 21/00, 25/18, 25/28. «Способ флегматизации пороха»

3. Патент № 1808190, МПК С06В 21/00. «Способ получения сферического пироксилинового пороха для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона».

4. Патент РФ № 2367639, МПК С06В 21/00. «Способ флегматизации сферического двухосновного пороха».

5. Кириллов В.М., Сабельников В.М. Патроны стрелкового оружия. - М.: ЦНИинформации, 1980. - 372с.

Технологические режимы флегматизации сферического пороха
Наименование	Показатель
показателя	Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Пример 6
Температура флегматизирующей эмульсии и суспензии пороха, °С	90	93	95	80	95	80
Кратность дозировки эмульсии	2	2	2	2	2	1
Общий ввод флегматизатора, мас.% к 1 мас.ч. пороха	6,5	7,0	7,5	6,0	8,0	6,0
Ввод централита 1 при первой дозировке эмульсии, мас.% к 1 мас.ч. пороха	3,25	3,50	3,75	3,0	4,0	6,0
Перемешивание первой порции эмульсии, мин	60	70	90	100	50	60
Ввод смеси централита 1 и централита 11, мас.% к 1 мас.ч. пороха:	3,25	3,50	3,75	3,0	4,0	-
- централит 1	2,45	2,62	2,81	2,25	3,0	-
- централит 11	0,80	0,88	0,94	0,75	1,0	-
Перемешивание второй порции эмульсии, мин	120	130	150	180	100	-
Глубина флегматизированного слоя, мкм	60	68	80	55	54	48
Баллистические характеристики в 12,7 мм патроне
Масса заряда, г	18,3	18,4	19,1	20,5	18,7	16,1
Скорость пули, начальная, V0, м/с	822	824	825	814	815	802
Максимальное среднее давление пороховых газов, МПа (кгс/см2)	304,4 (2983)	307,1 (3010)	306,7 (3006)	317,1 (3108)	320,2 (3138)	327,0 (3205)
Примечания: 1. Концентрация флегматизирующей эмульсии 3,5%.
2. Насыпная плотность образцов 0,98-1,00 г/см3.
3. Баллистические характеристики [5]: масса пули 48,3 г; объем зарядной камеры 20,4 см3; начальная скорость пули 815-825 м/с; максимальное среднее давление пороховых газов в канале ствола оружия не более 316,3 МПа (3100 кгс/см2 ).