ФОНТАН ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к пиротехническим развлекательным изделиям, а именно к устройству фонтана пиротехнического, используемым в праздничных мероприятиях и шоу.
Устройства-фонтаны представляют собой цилиндрические бумажные трубки, в которых находятся пиротехнический искрообразующий состав (В.И.Солодовников. Пиротехника. Оборонгиз, М-Л, 1938.). Как правило, трубки с составом для обеспечения выброса искр на большую высоту имеют с одного конца заглушку, а с другого - диафрагму с отверстием различных конструкций. Воспламеняются фонтаны обычно от огнепроводного шнура или электровоспламенителя, введенного через отверстие в диафрагме. Корпус состава может быть выполнен как бумажным, так и из полимерного материала, металла или композитов.
В качестве прототипа выбрано устройство (фиг.1), состоящее из корпуса - металлической или бумажной, или пластиковой гильзы, пиротехнического наполнителя - форсового состава, соплового блока, расположенного с одной стороны корпуса, и пыжа (герметизирующей заглушки), размещенного с другой стороны. (В.И.Солодовников. Пиротехника, Оборонгиз, М-Л, 1938. С.65). Фонтан крепится в специальную подставку, либо втыканием в грунт штыря, привязанного к корпусу, либо хомутом (фонтаны вращающиеся, фигуры из фонтанов).
Известному пиротехническому фонтану присущи определенные недостатки. К ним можно отнести: ограниченность красочного эффекта горения по качеству и во времени, взрыво- и пожароопасность, опасность при возникновении нестабильного горения, опасность использования металлических корпусов, возможность прожига бумажных и пластиковых корпусов, ненадежность крепления устройства, большой вес и габариты как фонтана, так и подставки. Фонтан обычно не используется как самостоятельное изделие и входит в состав сложных фигур, т.к. создает ограниченный красочный эффект.
Задача, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, заключается в получении принципиально нового красочного эффекта - программируемого горения пиротехнического состава с изменяющимся цветом пламени и форсом искр, увеличении времени горения (увеличении времени красочного эффекта), уменьшении взрыво- и пожароопаспости, снижении веса, габаритов изделия, уменьшении его материалоемкости, себестоимости, возможности использования устройства как самостоятельного красочного пиротехнического изделия.
Предложен фонтан пиротехнический, состоящий из корпуса, пиротехнического наполнителя, соплового блока с одной стороны корпуса и пыжа - с другой стороны, в котором пиротехнический наполнитель представляет собой сборный заряд, выполненный из программируемого набора последовательно размещенных цвете пламенных форсовых пироэлементов одного или более цветов пламени и/или одного или более вида ореола искр, объединенных общей тонкостенной оболочкой, помещаемой внутри корпуса фонтана, поверх которой расположен жароупорный вкладыш.
Цветопламенные форсовые пироэлементы могут представлять собой как пироэлементы одного вида рецептуры, но с различным эффектом горения, обуславливающим размер и форму цветного пламени и форс искр, так и различных видов рецептур с различным эффектом горения.
Пыж представляет собой герметизирующую заглушку из легкого пористого материала, например бумажной макулатуры, пенопласта и др., завернутую в тонкую пластиковую пленку, например полиэтиленовую пленку. Пыж обеспечивает герметизацию донной части пиротехнического фонтана и гарантирует исключение проникновения газов внутрь сборного заряда. Легкий пыж при разрыве корпуса не летит далеко, быстро тормозится воздухом, обеспечивая безопасность обращения с изделием.
Многослойная оболочка, образованная из тонкостенной оболочки и жароупорного вкладыша и отделяющая сборный заряд от корпуса изделия, выполнена из бумаги или ей подобного листового материала и алюминиевой фольги.
Для исключения возможности горения корпуса фонтана после выгорания сборного заряда на торцевую часть корпуса и поверхность соплового блока нанесен слой аптипирена, например раствора фосфорной кислоты, фосфата аммония, жидкого стекла и т.п.
Использование набора последовательно соединенных цветопламенных пироэлементов (сборного заряда), сгорающих с различным цветовым и форсовым эффектом, позволяет получить новый красочный эффект горения, программируемый заранее: эффект с изменяющимися цветом и размером пламени, а также форсом искр.
Размещение пироэлементов в общую тонкостенную оболочку, объединяющую их в сборный заряд, приводит к увеличению времени действия фонтана пиротехнического (времени красочного эффекта), снижает массу, габариты изделия.
Наличие жароупорного вкладыша обеспечивает непрогорание оболочки при функционировании фонтана пиротехнического, увеличивает продолжительность горения при равноценных внешних размерах изделия, повышает его пожаробезопасность без
ущерба красочному пиротехническому эффекту, обеспечивает снижение массы и габаритов изделия.
Крепление корпуса изделия осуществляется его введением в бумажную подставку перед использованием изделия. Подставка, сжимая "лепестками" просеченного картона корпус изделия, надежно крепит фонтан на горизонтальной поверхности.
Суммарное использование нового конструктивного элемента, легкого пыжа и подставки снижает вес, габариты изделия, уменьшает его материалоемкость, взрыво- и пожароопасность, а также себестоимость изделия.
Конструкция предлагаемого пиротехнического изделия фонтана представлена на фиг.2. Фонтан состоит из корпуса 1 (может быть в виде гильзы), соплового блока 2 (глина, гипс и т.п. несгораемые материалы), сборного заряда 3, представляющий собой программируемый набор последовательно размещенных пироэлементов цветопламенных форсовых пироэлементов (в виде запрессованных таблеток), пыжа 4 (герметизирующей заглушки, завернутой, например в полиэтиленувую пленку), опоры кружка 5 из тонкого картона, изнутри прикрепленного к корпусу изделия. Внутри корпуса 1 размещена объединяющая пироэлементы тонкостенная оболочка 6, поверх которой расположен специальный жароупорный вкладыш 7.
Корпус 1 изделия может быть дополнительно охвачен "лепестками" подставки 8.
На фиг3 показан сборный заряд 3, состоящий из последовательно размещенных цветопламенных форсовых пироэлементов, объединенных тонкостенной оболочкой 6.
Изделие срабатывает от обычных средств воспламенения: огнепроводного шнура (ОПШ), электровоспламенителя и т.п., создавая длительный красочный эффект, последовательно изменяющийся по цветовой гамме, размерам, форме и ореолу пламени и искр, дымовому эффекту.
В таблице 1 приведены сравнительные характеристики изделия прототипа и предлагаемой полезной модели.
Таблица 1
Сравнительные модели фонтана
Диаметр изделия (внешний мм
Длина корпуса, мм
Диаметр заряда, мм
Высота заряда, мм
Время горения до прогорания корпуса сек
Наблюдаемый эффект: форс, пламя, цвет искр и т.д.
Изделие-прототип
14
80
10
40
8
Корпус прогорел на 8-ой сек.; только форс искр и дым, загорание корпуса,
Изделие ПМ,1
14
80
10
40
≥20
Форс серебряных искр с одноцветным факелом пламени (красный, желтый, сиреневый и другие). Нет прогорания или горения материала корпуса,
Изделие ПМ,2
14
80
10
40
≥20
Форс перемещающихся по размеру и цвету искр с факелом, меняющим оттенки, форму, размеры. Корпус не прогорел.
Изделие ПМ,3
14
80
10
40
≥20
Форс золотых или серебряных искр с последовательным изменением цвета факела пламени. Корпус не прогорел.
Изделие ИМ,4
14
80
10
40
≥20
Форс искр, включающих цветопламенное и последовательное изменение размеров и цвета пламени факела. Корпус не прогорел.
В качестве пироэлементов в заряде применяли пиротехнические цветопламенные форсовые составы, содержащие в качестве окислителей азотно кислые соли натрия, калия, стронция, бария, хлорнокислый калий, хлорнокислый аммоний, клеящие органический вещества и цветопламенные добавки. При этом применяли преимущественно многоразовые пиросоставы, содержащие не более 30-35% шлакообразующих веществ.
Сборные заряды составлялись многовариантно для изделий ПМ,1-ПМ,4 в разновидностях сочетаний, приведенных в табл.2.
Таблица 2
Варианты
Рановидности цветофорсовых таблеток (табл.), испытанных в вариантах ПМ
Примечания
Вариант
1а
Только краснопламенные, форс серебряный.
Корпус не прогорел.
1б
Только желтопламенные, форс серебряный.
1в
Только сиреневые, форс серебряный.
Вариант
2а
Табл. краснопламенные + желтопламенные + сиреневые.
Корпус не прогорел.
2б
Табл. сиреневые + мелкие искры + крупные искры
2в
Табл. желтые + сиреневые + желттые.
Вариант
3а
Табл. сиреневые с золотистыми + серебряными искрами + розовые.
Корпус не прогорел
3б
Табл. желтые + голубые + зеленые + красные.
3в
Табл. сиреневые + голубые + желтые + красные
Вариант
4а
Табл. сиреневые со смешанными цвета искрами
Корпус не прогорел.
4б
Табл. красные с мелкими, зачем крупными серебряными искрами.
4в
Табл. со слабым искрением, затем сильным искрением.
Изделие ПМ,1 готовили из набора таблеток (сборный заряд), содержащих один окислитель, одну цветопламенную добавку, один искрообразователь и связующее, но при этом варьировали процентным содержанием веществ и дисперсностью искрообразователя, в качестве которого использовали порошкообразный титан.
Изделие ПМ,2 готовили (сборный заряд) из таблеток пиросоставов разных рецептур и искрообразователей.
Изделие ПМ,3 готовили (сборный заряд) из таблеток последовательно включавших в качестве искрообразователей порошки железа и титана.
Изделие ПМ,4 готовили (сборный заряд) из таблеток с одним искрообразователем, но разными окислителями и цветопламенными добавками.
Приведенные в таблице 1 данные по времени прогорания и горения показывают, что предлагаемая полезная модель имеет неоспоримые преимущества перед изделием-прототипом как но длительности действия, так и по виду (вариантам) красочного эффекта горения. При этом, как показано в таблице 2, набор таблеток цветопламенных форсовых пироэлементов (составов) взят одного суммарного размера (≈ диаметр 10 мм, длина ≈40 мм), хотя размеры корпуса позволяют увеличить в 1,5 раза длину заряда, обеспечив комплексный новый красочный эффект горения при увеличении времени горения до 25-30 с, не приводящее, однако к прогоранию бумажного корпуса фонтана при существующих (выбранных) вариантах.