Римская свеча
ROMAN CANDLE

Область техники
Изобретение относится к пиротехническим средствам для развлечений и праздничных мероприятий с проведением фейерверков, а также к средствам для использования в различных областях деятельности для сигнализации и звукового оповещения.
Уровень техники
Пиротехника является отраслью техники, связанной с производством и применением огневых составов и снаряжаемых ими изделий.
Современная пиротехника является частью прикладной химии и занимается вопросами приготовления и изучения различных химических веществ и составов, образующих при сгорании цветные огни, дымы и другие светозвуковые эффекты. Такие композиции из химических веществ (как правило, металлизированные, т.е. содержащие наряду с органическими и неорганическими компонентами один или несколько порошков металлов и сплавов) называются пиротехническими составами. Из пиротехнических составов изготавливаются пиротехнические элементы в виде шариков, кубиков, цилиндров, предназначенные для создания зрелищных эффектов. Приспособления и устройства определенной конструкции, эффект действия которых достигается при сжигании пиротехнических составов, называются пиротехническими изделиями.
Пиротехнические изделия делятся на две основные группы: изделия военной пиротехники и изделия гражданского назначения. Среди последних существенную роль играют пиротехнические изделия развлекательного характера или фейерверочные изделия. Фейерверочные изделия (нем. Feuerwerk, от Feuor - огонь и Werk - дело, работа) - разновидность пиротехнических изделий, создающих при горении визуальные фейерверочные или звуковые эффекты, используемые при проведении фейерверочных зрелищных мероприятий. Слово «фейерверк» употребляется как для названия самого зрелища, так и для обозначения изделий, создающих это зрелище.
Одним из видов пиротехнических изделий являются римские свечи. Римская свеча - это многозарядное пиротехническое изделие, используемое в развлекательных целях. Римская свеча представляет собой картонную трубку. Снизу трубка имеет прочную заглушку из глины или цемента. По всей длине трубки проходит фитиль, выходящий наружу. В трубку поочередно запрессованы (снизу вверх): вышибной заряд (порох, безолифт), пиротехнический элемент (звездка, комета, разрывной снаряд с салютом), предохранительный пыж (картонный диск, прессованные опилки). Затем снова: заряд, снаряд, пыж.
При воспламенении фитиля, он горит сверху вниз. Форс пламени фитиля сначала проходит мимо пыжа, мимо снаряда и доходит до пороха. Происходит выстрел, снаряд может воспламеняться как от пламени выстрела (разрывной с салютом), так и заранее, от горящего фитиля (звездка, комета). Идущий следом предохранительный пыж не дает пламени выстрела проникнуть вглубь римской свечи и воспламенить следующие заряды.
Например, в патенте на полезную модель RU 46574 U1 (патентообладатель - ООО "Юридическая компания "Альфа"), дата публикации патента 10.07.2005, описан фейерверк, содержащий заряды, -соединенные между собой, при этом он содержит заряды нижнего уровня, заряды среднего уровня и/или заряды высотного уровня, при этом заряды среднего уровня и/или заряды высотного уровня соединены с возможностью срабатывания с замедлением, после срабатывания зарядов нижнего уровня, при этом, все заряды соединены между собой огнепроводным шнуром, а заряды среднего уровня выполнены в виде римских свечей.
В иностранной публикации GB 555650 Al (HARRY AARON COOK), дата публикации источника 01.09.1943, описано устройство типа «римская свеча», содержащее одну или несколько единиц с цветными звездами, вспышки или звездные единицы с парашютом, содержит водонепроницаемую трубку-контейнер для единиц и ударный воспламенитель, метатель и удерживатель для проецирования единиц подряд. В показанной форме туба контейнера, которая может быть из металлической, пластиковой или водонепроницаемой рулонной бумаги, на одном конце герметично закрыта несъемным колпачком, а на другом конце - концевой деталью, несущей ударный воспламенитель. Трубка покрыта теплоизоляционным слоем из бумаги, заключенным в наружную оболочку из жести. Концевая часть уплотнена вокруг конца рубашки полоской водостойкой клейкой ленты. Концевая часть и расцепляющий элемент для ударника защищены навинчивающейся крышкой. Заряды размещены под звездообразными блоками и связаны с задерживающими зарядами и заправочным зарядом.
В патентном документе RU 36140 U1 (патентообладатель -Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии"), дата публикации патента 27.02.2004, который принят за наиболее близкий аналог, описана свеча римская, содержащая огнепроводный шнур и корпус, в котором последовательно размещены несколько элементов, состоящих из пороха, звездки из пиротехнического фейерверочного состава и промежуточного состава, при этом промежуточный состав выполнен инертным, а огнепроводный шнур размещен по образующей корпуса.
Недостатком известной римской свечи является недостаточная безопасность и надежность, а также ограниченность количества создаваемых римской свечой визуальных эффектов.
Задачей, на которую направлено изобретение, является создание римской свечи, которая является надежной и более безопасной, чем известные аналоги. Также задачей является расширение арсенала средств пиротехнических изделий и увеличение количества создаваемых римской свечой визуальных эффектов.
Перечень чертежей
На фиг. 1 изображена конструкция римской свечи по изобретению в разрезе. Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является повышение надежности и безопасности римской свечи при использовании, увеличение количества создаваемых римской свечой визуальных эффектов и расширение арсенала средств пиротехнических изделий.
Для достижения технического результата предложена римская свеча, представляющая собой картонную трубку, имеющую снизу прочную заглушку из глины, дерева, пластиковой заглушки или цемента, по всей длине трубки проходит фитиль, выходящий сверху наружу, а в трубку поочередно запрессованы изолированные секции, в которых располагаются снизу вверх: вышибной заряд, глиняная заглушка с замедлителем, воспламенительно-разрывной состав с пиротехническим элементом (звездка, комета, разрывной снаряд с салютом), предохранительный пыж (картонный диск или прессованные опилки), а затем снова: вышибной заряд, глиняная заглушка с замедлителем, воспламенительно-разрывной состав с пиротехническим элементом, предохранительный пыж, при этом фитиль проходит сквозь предохранительный пыж, а замедлитель имеет контакт с воспламенительно-разрывным составом, причем каждый пиротехнический элемент имеет определенный химический состав в зависимости от создаваемого им визуального эффекта.
Римская свеча работает следующим образом. При воспламенении фитиля, он горит сверху вниз. Форс пламени фитиля сначала проходит мимо предохранительного пыжа, мимо снаряда и доходит до воспламенительно-разрывного состава (например, пороха). Происходит выстрел, снаряд может воспламеняться как от пламени выстрела (разрывной с салютом), так и заранее, от горящего фитиля (звездка, комета). Идущий следом предохранительный пыж не дает пламени выстрела проникнуть вглубь римской свечи и воспламенить следующие вышибные заряды. Задержка выстрелов организуется только горящим фитилем, проходящим сквозь предохранительный пыж. В процессе выстрела на высоту нескольких десятков метров вылетают огненные шары или просто звездочки. Внутренний диаметр римской свечи бывает 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,1; 1,2, 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 2,5; 3,0 дюйма, количество выстрелов обычно 5 либо 8, но в принципе количество выстрелов может быть и другим, и не ограничено какими-либо конкретными значениями, длина трубки от 45 см до 150 см.
Также может быть предусмотрен вариант из множества римских свечей, собранных в группу. Для этого фитили необходимо соединить воедино, чтобы эта связка выстрелила одновременно.
Недостаток римской свечи только один - для поджига фитиля нужно открытое пламя, то есть зажигалка или спички.
При использовании римских свечей необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:
- римские свечи необходимо устанавливать в строго вертикальном положении, на предварительно выбранном и подготовленном месте,
- свечу укрепляют на металлический или деревянный колышек. Фитиль должен быть направлен вверх
- после поджога фитиля необходимо отойти на безопасное расстояние (30 метров достаточно).
- поджигать свечу можно только вне помещения, вдали от зданий, проводов электропередачи и деревьев.
- необходимо исключить появление на месте запуска посторонних лиц и животных.
- если устройство сомнительного качества и не сработало, подойти к ней можно не раньше 10 минут. С соблюдением мер безопасности, убедиться в неисправности римской свечи и провести утилизацию по инструкции.
- ни в коем случае не запускать, держа в руках, из окон и балконов домов. Также строго запрещено бросать римскую свечу в огонь.
При изготовлении римской свечи используют следующие химические вещества:
Перхлорат калия (калий хлорнокислый, Каделин, ПХК, КСЮ4). Калий перхлорат в пиротехнике используется в сигнальных, звуковых, воспламенительных составах, цветных звездах и многих других составах. Он менее опасен, чем калия хлорат, составы на нем имеют более высокие температуры воспламенения и меньшую скорость горения, чем у хлората. Частично заменил собой хлорат калия в сигнальных и фейерверочных составах. Сам по себе практически не влияет на окраску пламени.
Для улучшения свойств горения пороха используют серу. Сера обладает совершенно особым свойством. При 111°С жара она превращается в светло-желтую жидкость, цветом и густотой напоминающую мед или жидкую патоку. При 150°С начинает густеть и все больше и больше краснеть, так что, принимая сначала каштановый, а затем гранатный цвет, при 250°С доходит до такого состояния густоты, что уже более не вытекает из сосуда, хотя бы перевернутого вверх дном. При дальнейшем повышении густая масса снова начинает жидеть, при 450°С происходит кипение, а затем сера превращается в бурые пары, в которых многие металлы (и, между прочим, медь), образуя сернистые соединения, горят ярким пламенем.
Еще одним важным веществом является алюминий. В пиротехнике он применяется в качестве горючего, главным образом, в осветительных и зажигательных составах. При горении порошка алюминия происходит искрение. Иногда алюминий добавляется в небольшом количестве (до 5%) в составы цветных огней для увеличения яркости. Часто алюминий применяется в виде сплава с магнием.
Углерод в пиротехнике используется как горючее, уменьшающее температуру воспламенения пиротехнических составов. Крупные частицы угля дают желтые искры, которые используются в искрящихся составах.
При приготовлении пиротехнических составов широко применяются смолы естественные и искусственные. Из естественных смол употребляют канифоль, шеллак, аравийскую камедь, естественный каучук, мастике и др. Из искусственных смол используют идитол (новолак), синтетическую камфору и др. Некоторые из смол, например канифоль, горят значительно медленнее, чем основные смеси, и их иногда добавляют в составы, чтобы замедлить процесс горения.
Шеллак - это естественная смола, образующаяся на некоторых сортах деревьев в Ост-Индии от укола особого насекомого «лакового червеца». Из ветвей в местах этих проколов вытекает смолистый, быстро твердеющий сок. В зависимости от обработки смолы можно получить разные сорта шеллака цветом от бурого до лимонного оттенка. Самым лучшим сортом считается светло-желтый (лимонный) шеллак в виде тонких пластинок. В пиротехнике камедь (или ее водный раствор) применяется довольно часто.
Идитол - смола, получаемая синтетически при реакции между фенолом и формальдегидом в присутствии соляной кислоты, которая способствует протеканию реакции (катализатор). Получаемая смола называется идитолом, или новолаком; температура ее плавления около 85°, растворяется в спирте, ацетоне, щелочах и некоторых других органических растворителях; в воде не растворяется. Измельченный идитол имеет вид светло желтого порошка. Идитол значительно менее замедляет горение, чем некоторые другие смолы. Смеси идитола с нитратом калия служат в качестве воспламенительно-разрывных составов.
Для создания различных цветовых эффектов при взрыве петарды могут использоваться следующие вещества.
Различные сочетания химических веществ и составов позволяют создавать разнообразные визуальные и звуковые эффекты при пользовании римской свечой. Осуществление изобретения
Были подготовлены образцы римской свечи по изобретению и экспериментально опробована ее работоспособность.
Изготовленная римская свеча является восьмиразрядной и содержит внешнюю трубку 1, внутреннюю трубку 2, картонный диск 3, воспламенительно-разрывной состав 4, глиняную заглушку 5, красные звездки 6, замедлитель 7, картонный диск 9, вышибной заряд 10, фитиль поджига 11, древесный порошок 12 (прессованные опилки), золотые звездки 13, эффект «яркие вспышки» мерцание 14, синие звездки 15, глиняная заглушка 16 без замедлителя, эффект «кратковременный дождь» 17 (см. фиг. 1).
Некоторые характеристики изготовленной римской свечи представлены в таблице 1 ниже.
Изготовленная римская свеча является более надежной и безопасной при использовании за счет улучшения изоляции отдельных секций и наличия замедлителя.