УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ

Полезная модель относится к области разработки и производства порохов, твердых топлив и пиротехнических составов и предназначено для исследований и контроля качества малогазовых составов.
Испытания малогазовых составов проводят с целью изучения различных характеристик процесса их горения. Для этого образцы составов сжигают в специальных устройствах, позволяющих получать данные об их качестве.
Известно устройство для испытания пиротехнических составов по пат. №2205402 RU. Устройство бескорпусное, содержит образец испытуемого состава, узел воспламенения и два электрода, присоединенные к образцу на разном расстоянии от узла воспламенения. Свободные концы электродов присоединены к измерительному прибору, регистрирующему электрический сигнал.
Известно также устройство для сжигания тонкослойного образца пиротехнического состава по пат. 1779147 RU, опубликованное 30.04.94 г. Устройство содержит корпус, представляющий собой державку в виде пары брусков, снабженных сквозными пазами, совпадающими с щелевидным зазором между брусками под испытуемый образец, и систему крепления брусков. Между брусками в зазоре установлен ограничитель хода, выполненный в виде щупа, толщина которого не больше критической толщины горения испытуемого образца. Данное устройство позволяет стабилизировать фронт горения и исключает краевые эффекты горения. Недостатком описанного устройства является узкая сфера его применения.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для испытания пиротехнического состава по пат. 2149401 RU. Устройство (см. фиг.1) содержит корпус-оболочку 1 для размещения в ней испытуемого образца 3, узел воспламенения 4 и электроды, соединенные с каналом регистрации электрического сигнала 6 или 8. Часть торцевой поверхности оболочки со стороны узла воспламенения 2 выполнена из электропроводного материала и является одним из электродов, а другой проволочный электрод 5 размещен внутри оболочки вдоль ее продольной оси. Кроме того, устройство дополнительно содержит канал регистрации 7 и проволочный электрод, установленный параллельно первому. Данное устройство позволяет повысить достоверность получаемых результатов, однако условия эксперимента существенно отличаются от условий практического применения составов.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности оценки качества малогазовых составов для применения их в пиротехнических замедлителях, а именно, изучение времени горения и коэффициента температурной зависимости времени горения.
Задача решается за счет того, что в устройстве для испытания пиротехнических составов, включающем корпус и узел воспламенения, корпус выполнен из алюминиевого сплава в виде кольца с прямоугольным сечением. Внешний диаметр кольца составляет 53,1-53,3 мм, внутренний диаметр - 27,00-27,14 мм, толщина - 7,65-7,80 мм. На одной из параллельных поверхностей кольца и соосно с ним расположена незамкнутая кольцеобразная канавка с диаметром внутреннего края 37,33-37,50 мм, шириной 3,50-3,58 мм, радиусом дна 1,75-1,83 мм, с расстоянием от дна до противоположной поверхности кольца 3,52-3,70 мм, имеющая сквозные отверстия на концах диаметром, равным ширине канавки. В указанные отверстия вставлены узлы воспламенения в виде столбиков из воспламенительного состава, расстояние между отверстиями равно 12,26-12,50 мм. Чистота обработки поверхности канавки составляет не более 2,5 мкм, внутренней поверхности отверстий не более 12,5 мкм, поверхности, на которой расположена канавка, не более 6,3 мкм.
Поперечное сечение кольца может также иметь форму трапеции с основаниями, параллельными плоскости кольца. При этом сторона трапеции, составляющая внутреннюю поверхность кольца, перпендикулярна основаниям, канавка расположена со стороны большего основания, максимальный внешний диаметр с этой же стороны составляет не более 56,2 мм, с противоположной стороны - 53,1-53,3 мм, внутренний диаметр - 27,00-27,14 мм. Также допускаются формы поперечного сечения в виде трапеции с фаской по одному из внутренних углов кольца на глубину 5 мм до внутреннего диаметра не более 29 мм.
На фиг.2 изображена предлагаемая полезная модель. Устройство состоит из корпуса в виде кольца 1 с прямоугольным сечением. На поверхности кольца имеется незамкнутая канавка 2, на концах которой имеются сквозные отверстия 3. В указанные отверстия вставлены воспламенительные столбики 4. Внешний диаметр кольца составляет 53,1-53,3 мм, внутренний 27,00-27,14 мм, толщина 7,65-7,80 мм. Ширина канавки и диаметр отверстия 3,50-3,58, расстояние между отверстиями составляет 12,26-12,50 мм. Чистота обработки поверхности канавки не более 2,5 мкм, внутренней поверхности отверстий не более 12,5 мкм, поверхности, на которой расположена канавка, не более 6,3 мкм.
Для устройства возможны варианты исполнения, которые отличаются формой поперечного сечения (см. фиг.3). Например, возможна трапецевидная форма (а) с диаметром большей стороны кольца 53,1-56,2 мм, внутренняя поверхность кольца перпендикулярна основаниям. Также допускаются формы с фаской одного из внутренних углов (б, в, г, д) до диаметра не более 29 мм на глубину не более 5 мм.
Предлагаемое устройство используется следующим образом. Навеску испытуемого малогазового состава высыпают в кольцеобразную канавку, равномерно распределяя ее по всей длине канавки, и запрессовывают в специальном устройстве под давлением. В некоторых случаях допускается подрезка поверхности детали с запрессованным составом на токарном станке
и покрытие этой поверхности нитролаком. В отверстия на концах канавки вставляют воспламенительные столбики из специального состава. Перед началом испытаний на столбик из воспламенительного состава насыпают небольшое количество дымного пороха и поджигают проволокой накаливания, разогретой электрическим током. Фиксируют время от вспышки первого столбика до вспышки второго. С целью определения коэффициента температурной зависимости времени горения испытания проводят после выдержки снаряженного устройства при различных температурах с последующим расчетом.
Пример использования предлагаемой полезной модели устройства для испытаний малогазовых составов приведен в таблице.
Применение данного устройства обусловлено тем, что параметры основных конструктивных элементов корпуса устройства соответствуют или близки таковым для деталей, используемых при практическом применении малогазовых составов в пиротехнических замедлителях. При этом обеспечивается достоверность и воспроизводимость получаемых результатов, а также низкая трудоемкость проведения испытания. Это касается, например, обеспечения допустимого диапазона колебания массы устройства, способа фиксации начала и конца горения пиротехнического состава (по вспышкам воспламенительных столбиков) и других факторов.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет изучать характеристики малогазовых составов, такие, как время горения и температурный коэффициент скорости горения, дает возможность получать данные, максимально приближенные к условиям натурного использования составов для пиротехнических замедлителей, допускает различные варианты исполнения, проста в изготовлении и применении.