СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
METHOD OF MAKING SPHERICAL POWDERS FOR SMALL ARMS

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
В патентах США [1, 2] предложены способы получения СФП для стрелкового оружия, заключающиеся в измельчении мелкозерненого пироксилинового пороха в водной среде с последующим растворением в этилацетате, диспергировании порохового лака в присутствии эмульгаторов, обезвоживании сферических частиц сернокислым натрием, с последующей отгонкой растворителя из них. Недостатком известных способов является то, что полученный порох не обеспечивает стабильных баллистических характеристик.
Наиболее близким техническим решением является способ получения СФП для 5,6 мм спортивного патрона [3] - прототип, который включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду (воду), находящуюся в реакторе, формирование пороховых элементов, заливку отработанного, отсепарированного этилацетата (ЭА) с предыдущей операции и чистый ЭА, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку ЭА под вакуумом, собранный ЭА сепарируют, отстоявшуюся часть сливают в канализацию. Отработанный ЭА используется в последующем цикле. Полученный СФП в реакторе сливают вместе с маточным раствором в промывную емкость, промытый порох из промывной емкости массонасосом подают в напорную емкость, а затем на сортировку, флегматизацию и сушку.
Недостатком способа получения СФП является то, что суспензия пороха и маточного раствора после формирования в реакторе сливается в промывную емкость, где после осаждения пороховых элементов проводят декантацию воды через декантационный слив. При этом после декантации маточного раствора в промывной емкости остается ~1/3 массовой части маточного раствора, то есть маточный раствор остается в промывной емкости и при последующих операциях промывки. Непромытый от эмульгаторов и сернокислого натрия порох не обеспечивает требуемые баллистические характеристики. Такая система промывки сферического пороха приводит к большому расходу воды и большим трудозатратам, которые связаны с дополнительными промывками.
Целью изобретения является повышение качества промывки сферического пороха путем полного удаления маточного раствора и очистки вод от сферического пороха, сокращения циклов промывки и снижения трудозатрат на фазе промывки.
Поставленная цель достигается в способе получения сферического пороха, включающем получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую промывку, сортировку и сушку тем, что полученный в реакторе СФП с маточным раствором сливают в промывную емкость и отстаивают в течение 5…10 минут, после чего маточный раствор водокольцевым насосом, через установленные люки отсоса в нижней части промывной емкости, направляют на нейтрализацию, для первой промывки пороха в промывную емкость заливают 3…6 масс. частей горячей воды по отношению к массе пороха с температурой 75…80°C и ведут промывку пороха в турбулентном режиме в течение 40…60 минут, затем при выключенной мешалке проводят осаждение СФП в течение 5…10 минут с последующим удалением горячей воды водокольцевым насосом, которую направляют на отстаивание от мелкой фракции в лабиринт-отстойник, проводят холодную промывку пороха в течение 30…40 минут при температуре до 30°C в 3…6 масс. частях воды по отношению к массе пороха, далее пороховую суспензию массонасосом направляют в напорную емкость.
Разработанная авторами технологическая схема промывки СФП приведена на рис.По известной схеме пороховая суспензия из реактора поз.1 сливалась в промывную емкость, проводилось отстаивание и через декантационный кран, установленный над поверхностью осевшего пороха, проводился слив промывных вод, при этом 1/3 промывных вод оставалась в промывной емкости, что требовало увеличения количества промывок.
По разработанному авторами способу на промывной емкости поз.2 в нижней ее части установлены люки-отсосы для удаления маточного раствора и промывных вод из сферического пороха. Маточный раствор через люки-отсосы водокольцевым насосом поз.4 направляется на нейтрализацию, а вода после горячей промывки тем же водокольцевым насосом направляется в лабиринт-отстойник для осажднеия мелкой фракции пороха. Из лабиринта-отстойника поз.3 вода повторно используется в технологическом цикле. После холодной промывки пороховая суспензия массонасосом поз.5 подается в напорную емкость. Разработанная авторами технологическая схема промывки СФП проста в эксплуатации, дает надежную промывку СФП от эмульгаторов и сернокислого натрия и позволяет в 2…3 раза меньше использовать воды на промывку пороха.
Для промывки СФП используется в промывной емкости 3…6 масс. частей горячей воды по отношению к масс, части пороха с температурой 75…80°C и временем промывки в турбулентном режиме в течение 40…60 минут, повторную холодную промывку СФП так же проводят в 3…6 масс. частях воды по отношению к 1 масс, части пороха с температурой до 30°C в течение 30…40 минут. Все это обеспечивает полную отмывку пороховых элементов от защитного коллоида и сернокислого натрия. Снижение температуры воды при горячей промывке ниже 75°C и времени промывки менее 40 минут не обеспечивает полноту отмывки эмульгаторов с поверхности пороховых элементов, а увеличение температуры при горячей промывке более 80°C и времени более 60 минут связано с дополнительными трудозатратами.
Повышение температуры воды при холодной промывке более 30°C и времени перемешивания более 40 минут связано с дополнительными трудозатратами, а уменьшение времени промывки менее 30 минут не дает полной отмывки эмульгаторов с поверхности пороховых элементов.
Технологические режимы промывки СФП и баллистические характеристики полученного авторами СФП в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.
Таблица
Технологические режимы промывки и баллистические характеристики СФП
Наименование показателей
Пример(Пр. №1)
Пр. №2
Пр. №3
Пр. №4
Пр. №5
Время отстоя в промывной емкости пороховой смеси, слитой из реактора, мин
5
7
10
2
10
Время декантации маточного раствора, мин
10
10
10
10
10
Количество залитой горячей воды, мас. части
3
4,5
6
2
7
Время промывки, мин
40
50
60
30
70
Время отстоя, мин
5
7,5
10
3
12
Время декантации горячей воды, мин
10
10
10
10
10
Количество залитой горячей воды, мас. части
3
4,5
6
2
7
Время промывки, мин
30
35
40
20
50
Время перекачки суспензии массонасосом в напорную емкость, мин
10
10
10
10
10
Баллистические характеристики
Масса заряда, г
0,83
0,85
0,91
0,98
Средняя скорость полета пули в баллистической группе, м/с
558
553
559
490
Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пуль, м/с
13
16
15
40
Максимальное давление пороховых газов в баллистической группе, МПа
среднее
221
233,2
258,8
230,4
наибольшее
234,1
258,9
302,0
261,8
Литература
1. Патент США №2843584
2. Патент США №3378545
3. Патент РФ №1806462 C06B 21/00