СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ СТРЕЛКОВОГО СПОРТИВНОГО ОРУЖИЯ
METHOD OF MAKING SPHERICAL POWDER FOR SPORTING SMALL ARMS

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
В патентах США [№2843584, №3378545] 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 СФП не обеспечивает баллистические характеристики под заданные патроны.
Наиболее близким техническим решением является способ получения СФП для 5,6 мм спортивного патрона [Патент РФ №1806462, С06В 21/00J - 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. Полученный порох из реактора сливают в промывную емкость, где проводится его промывка от защитного коллоида и сернокислого натрия. Промытый в промывной емкости СФП подают массонасосом в напорную емкость, откуда секторным питателем водно-пороховую суспензию подают на барабанную мокрую сортировку, и далее порох направляется на флегматизацию и сушку.
Недостатком известного способа является то, что полученный СФП сортируют по фракциям на барабанной сортировке, орошаемой водой. В процессе орошения водой сеток барабана на ячейках сетки образуется водная пленка, препятствующая прохождению пороховых элементов через ячейку сетки за счет поверхностного натяжения. В результате этого 15…20 мас.% пороха отсортировывается в возвратные отходы.
Техническим результатом изобретения является обеспечение полного разделения полученного пороха по фракциям при мокрой сортировке по строго заданным размерам пороховых элементов, обеспечивающих стабильные баллистические характеристики.
Результат достигается в способе получения сферического пороха для стрелкового спортивного оружия, включающем получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороховых элементов с последующей промывкой, сортировкой пороха по фракциям и сушкой, в котором водно-пороховую суспензию с концентрацией пороха 25…30 мас.% из напорной емкости с помощью эрлифта или секторного питателя подают с производительностью от 100 до 200 кг/ч, в перерасчете на сухой вес, на плоский качающийся грохот, установленный под водой на глубине 200…300 мм от верхнего зеркала воды, состоящий из переменного набора сеток с ячейками 01, 015, 02, 0315, 04, 045, 056, 063, 07, 08, 09, 1,0 мм, установленных с наклоном от 3 до 10° относительно горизонтальной плоскости, совершающий возвратно-поступательное движение 40…60 колебаний в минуту.
Разработанная авторами технологическая схема подводной мокрой сортировки СФП показана на чертеже, где из напорной емкости поз.1 приготовленная водно-пороховая суспензия при перемешивании, с концентрацией пороха в водной среде 25…30 мас.% эрлифтом или секторным питателем поз.2, подается в загрузочную воронку поз.3, а затем в качающийся грохот поз.4, где происходит разделение пороховых элементов по фракциям. Годная фракция направляется в сборник готового пороха, а крупная и мелкая фракции пороха в сборник возвратных отходов.
Из напорной емкости с помощью эрлифта или секторного питателя пороховую суспензию подают с производительностью от 100 до 200 кг/ч, в пересчете на сухой вес, на плоский качающийся грохот, установленный под водой на глубине 200…300 мм от верхнего зеркала воды. Снижение производительности подаваемой суспензии на сортировку менее 100 кг/ч приводит к снижению производительности получаемого готового пороха, а увеличение производительности более 200 кг/ч приводит к забивке трубопровода порохом. Уменьшение глубины погружения качающегося грохота менее 200 мм приводит к появлению дополнительных возмущений воды над поверхностью сеток, а это приводит к зависанию пороховых элементов над поверхностью ячеек сетки. Увеличение глубины погружения грохота с сетками более 300 мм дальнейшего эффекта не дает.
Набор сеток с ячейками сеток 01, 015, 02, 0315, 04, 045, 056, 063, 07, 08, 09, 1,0 мм позволяет обеспечить фракционный состав СФП под любую стрелковую систему, например фракции СФП 02…04 мм под 5,6 мм патрон кольцевого воспламенения, 04…063 мм под 7,62 мм патрон и т.д. Качающийся грохот установлен в водной ванне под углом 3…10°. Уменьшение угла наклона менее 3° способствует медленному перемешиванию пороха по сеткам, что приводит к снижению производительности сортировки, а увеличение угла наклона более 10° приводит к возможному проскоку с крупной фракцией пороха годной фракции пороха.
Для обеспечения равномерного движения пороха по сеткам качающийся грохот совершает возвратно-поступательное движение 40…60 колебаний в минуту.
Уменьшение частоты колебаний качающегося грохота менее 40 колебаний в минуту приводит к снижению производительности сортировки, а увеличение частоты колебаний более 60 колебаний в минуту приводит к проскоку годной фракции в технологические отходы.
Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП по разработанному авторами способу в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.
Таблица
- Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики изготовленного СФП
Наименование показателей
Пример (Пр.№1)
Пр.№2
Пр.№3
Пр.№4
Пр.№5
Концентрация суспензии в напорной емкости, мас.%
25
27
30
20
35
Производительность секторного питателя, кг/ч
100
150
200
80
250
Глубина погружения качающегося грохота, мм
200
250
300
150
320
Установленные сетки на качающемся грохоте, мм
02…04
02…04
02…04
02…04
02…04
Угол наклона качающегося грохота, °
3
6,5
10
12
2
Возвратно-поступательное движение грохота, колебаний в минуту
40
50
60
30
63
Выход целевой фракции при сортировке, мас.%
96
97
98
90
89
Фракционный состав пороха, мм
02…04
02…04
02…04
02…04
02…04
Насыпная плотность, кг/дм
0,672
0,670
0,668
0,668
0,670
Химическая стойкость, мм рт.ст.
40
40
40
40
40
Баллистические характеристики
Масса заряда, г
0,10
0,12
0,16
0,08
0,17
Средняя скорость полета пули, м/с
385
410
408
360
340
Разброс скорости полета пуль, м/с
12
16
8
24
38
Максимальное среднее давление пороховых газов, кгс/см<sup>2</sup>
940
980
989
1280
1480
Максимальное наибольшее давление пороховых газов, кгс/см<sup>2</sup>
1230
1260
1180
11480
1500
Разброс между наибольшим и наименьшим значениями давления пороховых газов, кгс/см<sup>2</sup>
190
180
192
360
240
В качестве примера приведены баллистические характеристики СФП для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения, где по техническим условиям масса заряда 0,10…0,16 г, скорость полета пули, м/с - 385…405, разброс скорости полета пуль, м/с, не более - 18, максимальное давление пороховых газов, кгс/см: среднее - не более 900, наибольшее - не более 1300, разность между наибольшим и наименьшим значениями давления пороховых газов - не более 200.
Из приведенных данных таблицы видно, что разработанный авторами способ подводной мокрой сортировки позволяет сортировать СФП с выходом целевой фракции до 98 мас.% в пределах граничных условий (примеры 1…3), при этом получены стабильные баллистические характеристики для 5, 6 мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения. За пределами граничных условий потери годной фракции пороха увеличиваются (примеры 4, 5) и составляют 10…11 мас.%