способ получения двухосновного сферического пороха для охотничьего и спортивного патрона

Формула изобретения

Способ получения двухосновного сферического пороха для охотничьего и спортивного патрона, включающий флегматизацию сферических пороховых элементов в аппарате-флегматизаторе, для чего во флегматизатор заливают воду, загружают сферический порох и ведут при перемешивании нагрев суспензии, при этом одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из флегматизатора и защитного коллоида, которую сливают в аппарат-флегматизатор и ведут процесс флегматизации пороха, отличающийся тем, что в аппарат-флегматизатор заливают по отношению к пороху 3,0-3,5 мас.ч. воды, загружают сферический порох и ведут при перемешивании нагрев суспензии до температуры 76-82°С, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую по отношению к пороху из 1,5-3,0 мас.% динитротолуола, 4,8-6,0 мас.% централита I, 0,2-1,0 мас.% защитного коллоида, флегматизирующую эмульсию готовят с концентрацией в водной среде равной 2,0-3,5 мас.% в течение 20-30 мин, при достижении температуры 76-82°С флегматизирующую эмульсию сливают в аппарат-флегматизатор и ведут флегматизацию пороха в течение 30-50 мин, в процессе флегматизации пороха в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из воды, 5,0-6,0 мас.% диметакрилат триэтиленгликоль фталата (МГФ-9) и 0,2-1,0 мас.% защитного коллоида по отношению к пороху, при температуре 76-82°С и по истечении времени флегматизации пороха в аппарате-флегматизаторе смесью динитротолуола и централита I из эмульсификатора сливают в аппарат-флегматизатор эмульсию воды и МГФ-9 и ведут дополнительную повторную флегматизацию сферического пороха в течение 30-40 мин при температуре 76-82°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для спортивно-охотничьего оружия.

В патентах США [1, 2] предложен способ получения сферического пороха для стрелкового оружия, заключающийся в получении пороха путем растворения нитроцеллюлозы в растворителе, диспергировании полученного порохового лака на сферические частицы, обезвоживании и отгонке растворителя из них, с последующей флегматизацией пороховых элементов.

Недостатком этих способов является то, что полученные пороха не обеспечивают баллистические характеристики для спортивно-охотничьего нарезного оружия.

Наиболее близким техническим решением является получение сферического пороха для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона [3] - прототип, где для флегматизации берут СФП, изготавливаемый из нитроцеллюлозы (НЦ), дифениламина (ДФА), этилацетата (ЭА) и влаги с насыпной плотностью 0,620 0,720 кг/дм³, флегматизацию ведут в 3,0 3,5 масс. частях воды на 1 масс. часть СФП при температуре 90 98°С в течение 25 35 минут, а дибутилфталат вводят при перемешивании в виде 1,5 3,5 мас.% водной эмульсии в количестве 2,0 4,0 мас.% по отношению к массе пороха. Флегматизирующая эмульсия готовится с вводом защитного коллоида (клей мездровый), который увеличивает стойкость эмульсии.

Недостатком данного способа является то, что полученный СФП не обеспечивает баллистические характеристики в охотничьем и спортивном патроне 7,62×51 С с тяжелой пулей массой 12 г.

Целью предлагаемого изобретения является возможность получения сферического пороха для охотничьего и спортивного патрона 7,62×51 С с тяжелой пулей, равной 12 г.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения двухосновного СФП для охотничьего и спортивного патрона 7,62×51 С с тяжелой пулей массой 12 г, включающий получение сферических пороховых элементов с размером 0,315 0,63 мм, состоящих из НЦ, нитроглицерина (НГц), ДФА, централита II (Ц II), ЭА и влаги, с насыпной плотностью 0,970 0,990 кг/дм³, флегматизируют в аппарате-флегматизаторе, в который заливают по отношению к пороху 3,0 3,5 масс. частей воды, загружают СФП и ведут при перемешивании нагрев суспензии до температуры 76 82°С, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую по отношению к пороху из 1,5 3,0 мас.% динитротолуола (ДНТ), 4,8 6,0 мас.% централита I (Ц I), 0,2 1,0 мас.% защитного коллоида, флегматизирующую эмульсию готовят с концентрацией в водной среде равной 2,0 3,5 мас.% в течение 20 30 минут, при достижении температуры 76 82°С флегматизирующую эмульсию сливают в аппарат-флегматизатор и ведут флегматизацию пороха в течение 30 50 минут, в процессе флегматизации пороха в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из воды и 5,0 6,0 мас.% диметакрилат триэтиленгликоль фталата (МГФ-9) и 0,2 1,0 мас.% защитного коллоида по отношению к пороху, при температуре 76 82°С и по истечении времени флегматизации пороха в аппарате-флегматизаторе смесью ДНТ и Ц I из эмульсификатора сливают в аппарат-флегматизатор эмульсию воды и МГФ-9 и ведут дополнительную повторную флегматизацию СФП в течение 30 40 минут при температуре 76 82°С.

Авторами установлено, что флегматизация СФП известным способом, а также при увеличении флегматизаторов (ДНТ и Ц I) не обеспечиваются заданные баллистические характеристики патрона 7,62×51 С с тяжелой пулей массой 12 г как по скорости полета пули и давлению пороховых газов в канале ствола оружия из-за низкой прогрессивности горения пороховых элементов.

Положительный эффект авторами получен за счет дополнительной флегматизации сферического пороха диметакрилат триэтиленгликоль фтелатом (МГФ-9). При этом при первой флегматизации в поверхностные слои пороховых элементов проникает из-за большего сродства к НЦ динитротолуол, а затем централит I. При второй флегматизации МГФ-9 располагается в поверхностных слоях пороховых элементов над поверхностью централита I. При этом первоначально сгорает в пороховом элементе МГФ-9, а затем централит I и динитротолуол. Все это позволяет повысить прогрессивность горения порохового заряда и обеспечивает заданные баллистические характеристики для охотничьего и спортивного патрона 7,62×51 С с тяжелой пулей массой 12 г.

Примеры выполнения способа получения СФП в пределах граничных условий (примеры 1 3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Пример 1. В аппарат-флегматизатор заливают 300 литров воды и загружают 100 кг СФП с размером пороховых элементов 0,315 0,63 мм с насыпной плотностью 0,970 кг/дм³ и при перемешивании нагревают до температуры 76°С. Одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую, по отношению к пороху, из 1,5 мас.% ДНТ, 4,8 мас.% Ц I и 0,1 мас.% защитного коллоида. Концентрация флегматизатора в водной среде составляет 2,0 мас.%. Эмульсию в эмульсификаторе готовят в течение 20 минут и при достижении температуры 76°С сливают в аппарат-флегматизатор, где проводится первая флегматизация пороха в течение 30 мин, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из воды, 5,0 мас.% МГФ-9 и 0,5 мас.% защитного коллоида по отношению к пороху при температуре 76°С и по истечении времени флегматизации пороха во флегматизаторе из эмульсификатора сливают эмульсию из воды, МГФ-9, защитного коллоида и ведут дополнительно повторную флегматизацию пороха в течение 30 минут при температуре 76°С. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Пример 2. В аппарат-флегматизатор заливают 325 литров воды и загружают 100 кг СФП с размером пороховых элементов 0,315 0,63 мм с насыпной плотностью 0,980 кг/дм³ и при перемешивании нагревают до температуры 79°С. Одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую, по отношению к пороху, из 2,2 мас.% ДНТ, 5,4 мас.% Ц I и 0,5 мас.% защитного коллоида. Концентрация флегматизатора в водной среде составляет 2,7 мас.%. Эмульсию в эмульсификаторе готовят в течение 25 минут и при достижении температуры 79°С сливают в аппарат-флегматизатор, где проводят флегматизазию пороха в течение 40 мин, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из воды, 5,5 мас.% МГФ-9 и 0,5 мас.% защитного коллоида по отношению к пороху при температуре 79°С и по истечении времени флегматизации пороха в аппарате-флегматизаторе из эмульсификатора сливают эмульсию из воды, МГФ-9, защитного коллоида и ведут дополнительно повторную флегматизацию пороха в течение 35 минут при температуре 79°С. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Пример 3. В аппарат-флегматизатор заливают 350 литров воды и загружают 100 кг СФП с размером пороховых элементов 0,315 0,63 мм с насыпной плотностью 0,990 кг/дм³ и при перемешивании нагревают до температуры 82°С. Одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую, по отношению к пороху, из 3,0 мас.% ДНТ, 6,0 мас.% Ц I и 1,0 мас.% защитного коллоида. Концентрация флегматизатора в водной среде составляет 3,5 мас.%. Эмульсию в эмульсификаторе готовят в течение 30 минут и при достижении температуры 82°С сливают в аппарат-флегматизатор, где проводится флегматизация пороха в течение 50 мин, одновременно в эмульсификаторе готовят флегматизирующую эмульсию, состоящую из 6,0 мас.% МГФ-9 и 1,0 мас.% защитного коллоида по отношению к пороху при температуре 82°С и по истечении времени флегматизации пороха в аппарате-флегматизаторе из эмульсификатора сливают эмульсию из воды и МГФ-9, защитного коллоида и ведут дополнительно повторную флегматизацию пороха в течение 40 минут при температуре 82°С. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики приведены в таблице.

Примечание: требования к охотничьему и спортивному патрону 7,62×51 С с тяжелой пулей массой 12 г: масса пули 12±0,3 г, масса порохового заряда - 2,50 3,18 г, средняя скорость полета пули - 735 750 м/с, разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули - не более 25 м/с, давление пороховых газов в канале ствола оружия, МПа: среднее - не более 303,9, наибольшее не более - 323,5.

Таблица
- Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики пороха
Наименование показателя	Пример (Пр. № 1)	Пр. № 2	Пр. № 3	Пр. № 4	Пр. № 5
1	2	3	4	5	6
Залив воды в аппарат-флегматизатор, л	300	325	350
Загрузка СФП в аппарат-флегматизатор, кг	100	100	100	100	100
Фракционный состав СФП, мм	0,315 0,64	0,315 0,64	0,315 0,64	0,315 0,64	0,315 0,44
Температура смеси в реакторе, °С	76	79	82	74	76
Насыпная плотность, кг/дм 3	0,970	0,980	0,990	0,960	0,990
Количество ДНТ в эмульсии, мас.%	1,5	2,2	3,0	1,4	3,5
Количество Ц I в эмульсии, мас.%	4,8	5,4	6,0	4,6	6,5
Количество защитного коллоида, мас.% (с ДНТ и Ц I)	0,1	0,5	1,0	0,8	1,5
Время приготовления эмульсии, мин	20	25	30	15	35

Продолжение таблицы
1	2	3	4	5	6
Температура приготовления эмульсии, °С	76	79	82	77	86
Температура флегматизирующей эмульсии в аппарате-флегматизаторе, °С	76	79	82	77	86
Время флегматизации пороха, мин	30	40	50	20	60
Количество вводимого МГФ-9 для повторной флегматизации (по отношению к пороху), мас.%	5,0	5,5	6,0	4,8	6,5
Количество защитного коллоида, мас.% (с МГФ-9)	0,1	0,5	1,0	0,8	1,5
Время флегматизации пороха эмульсией с МГФ-9, °С	30	35	40	25	50
Химическая стойкость пороха, мм рт.ст.	20	21	23	32	28
Баллистические характеристики
- масса пули, г	12	12	12	12	12
- масса порохового заряда, г	2,82	2,90	3,12	2,62	3,2
- скорость полета пули, м/с	740	745	740	720	650
- разброс между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули, м/с	18	16	17	30	38
Давление пороховых газов в канале ствола оружия, МПа
- среднее	295,1	298,0	296,1	313,7	295,1
- наибольшее	308,8	314,7	311,7	333,3	305,8

Из приведенных данных таблицы видно, что по разработанному авторами способу (примеры 1 3) полученный СФП для патрона 7,62×51С с тяжелой пулей, равной 12 г, удовлетворяет всем требованиям по баллистическим характеристикам, за пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет заданным требованиям.

Литература

1. Патент США № 2843584.

2. Патент США № 3378545.

3. Патент РФ № 1808190 (С06В 25/22).