СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА
METHOD OF PRODUCING PYROTECHNIC COMPOSITION

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в технологии приготовления пиротехнических составов со стабильными рабочими характеристиками.
Для обеспечения стабильности рабочих параметров изделий из пиротехнических составов возникает необходимость в получении общих партий однотипного пиротехнического состава с достаточно большой массой. Такая необходимость возникает в том случае, когда исходные компоненты смешиваются в аппаратах периодического действия в сравнительно небольших количествах и получаются частные партии состава с отличающимися свойствами, а использование смесителей с большими объемами емкостей ограничено опасностью работ при изготовлении пиротехнических составов, особенно имеющих высокую чувствительность к механическим воздействиям.
Известен способ изготовления пиротехнических составов смешиванием в смесителях типа эксцентрически вращающейся бочки /А.А.Шидловский. Основы пиротехники. М.: «Машиностроение», 1973, 320 с./. Существенным недостатком такого способа является недостаточная однородность смешивания состава, что не позволяет обеспечить необходимый диапазон колебаний рабочих параметров изделий, изготовленных из одной партии состава.
9
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ изготовления пиротехнического состава посредством механического перемешивания исходных компонентов в шаровой мельнице /Патент RU 2286325. Пиротехнический состав. МПК С06В 33/06, 29/04. Бюл. №30, 2006 г./.
Данный способ позволяет получать пиротехнические составы с необходимой степенью однородности смешивания. Однако, как показывает практика смешивания пиротехнических составов в шаровых мельницах, в разных партиях состава значения характеристик могут отличаться. При механическом воздействии мелющих тел на смешиваемые материалы происходит налипание состава на стенки барабанов мельниц и мелющие тела, поэтому часть состава уходит из межшарового пространства и имеет иную степень механической активации, чем состав, находящийся между шарами. Кроме этого на значения некоторых характеристик состава, например скорость горения, влияет дисперсность частиц исходных материалов, которая в разных партиях исходного материала может существенно отличаться.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабильности рабочих характеристик пиротехнических составов.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в следующем:
- разброс между максимальным и минимальным значениями скорости горения и удельного газовыделения состава в общей партии не превышает 10%.
- разброс между максимальным и минимальным значениями тепловыделения состава в общей партии не превышает 2%.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата в предлагаемом способе изготовления пиротехнического состава, включающем смешивание исходных компонентов, согласно изобретению:
- смешиванием исходных компонентов в шаровой мельнице получают несколько частных партий пиротехнического состава;
- расфасовывают каждую частную партию на одинаковое количество порций состава таким образом, чтобы в порциях состава, взятых от одной частной партии, было равное (с учетом погрешности взвешивания ±1 г) по массе количество состава;
- засыпают в шаровую мельницу по одной порции состава от каждой частной партии и смешивают (усредняют) их в течение заданного времени;
- выгружают полученную первую часть общей партии состава из шаровой мельницы и упаковывают в отдельную тару;
- аналогичным образом проводят усреднение остальных порций состава от частных партий, получая остальные части общей партии пиротехнического состава.
Указанный технический результат (разброс между максимальным и минимальным значениями скорости горения и удельного газовыделения в общей партии состава не превышает 10%, а разброс по тепловыделению состава не превышает 2%) достигается за счет усреднения характеристик состава путем объединения одинаковых по массе порций состава, взятых от частных партий.
9
Результаты по определению основных характеристик пиротехнического состава /Патент RU 2286325. Пиротехнический состав. МПК С06В 33/06, 29/04. Бюл. №30, 2006/, содержащего 74% титана, 15,5% гексафторалюмината натрия, 7,1% перхлората калия и 3,4% аморфного бора, в частных партиях и после их усреднения в общую партию приведены в примерах по изготовлению частных и общих партий данного пиротехнического состава.
Пример 1.
3
Для изготовления частной партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм навески исходных материалов: 740 г порошка титана; 155 г порошка гексафторалюмината натрия; 71 г порошка перхлората калия и 34 г порошка бора. Провели смешивание исходных материалов в шаровой мельнице в течение 1 ч при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну частную партию пиротехнического состава массой около 960 г. Аналогичным образом изготовили еще пять частных партий состава. Провели определение характеристик состава в полученных частных партиях. Частные партии состава расфасовали на три порции. В таблице 1 приведены характеристики состава в каждой частной партии и масса состава в партиях и в порциях.
Таблица 1
Номер част-ной пар-тии соста-ва
Масса состава в частной партии, г
Скорость горения, мм/с
Удельное газовыделение, см<sup>3</sup>/г
Калорийность, кал/г
Масса состава в порциях, г
1
960
46
5,2
445
320+1 г
2
975
38
5,5
450
325±1 г
3
978
39
4,8
452
326±1 г
4
960
47
4,8
435
320±1 г
5
975
36
6,4
444
325±1 г
6
978
45
5,3
439
326±1 г
Среднее значение характеристик состава
41,8
5,3
444,2
Разброс между максимальным и минимальным значениями
11
1,6
17
Согласно данным таблицы 1 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частных партий составляет: для скорости - 26,3%; для удельного газовыделения - 30,2%; для калорийности - 3,8%.
3
Далее для получения одной части общей партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм по одной порции состава от каждой частной партии (320-326 г). Провели усреднение порций состава в шаровой мельнице в течение 5 мин при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну часть общей партии состава примерно 1900 г. Аналогичным образом получили еще две части общей партии состава. Каждую часть общей партии состава упаковали в отдельную тару. Таким образом получили из шести частных партий общую партию состава массой 5735 г, состоящую из трех частей. Провели определение характеристик состава в полученных частях общей партии. В таблице 2 приведены характеристики состава в каждой части общей партии.
Таблица 2
Номер части общей партии состава
Масса состава в частях партии, г
Скорость горения, мм/с
Удельное газовыделение, см<sup>3</sup>/г
Калорийность, кал/г
1
1910
44
5,7
442
2
1910
43
5,4
441
3
1915
41
5,5
443
Среднее значение характеристик состава
42,7
5,5
442
Разброс между максимальным и минимальным значениями
3
0,3
2
Согласно данным таблицы 2 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частей общей партии составляет: для скорости - 7%; для удельного газовыделения - 5,5%; для калорийности - 0,5%.
Пример 2.
3
Для изготовления частной партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм навески исходных материалов: 814 г порошка титана; 170,5 г порошка гексафторалюмината натрия; 78,1 г порошка перхлората калия и 37,4 г порошка бора. Провели смешивание исходных материалов в шаровой мельнице в течение 2 ч при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну частную партию пиротехнического состава массой около 1060 г. Аналогичным образом изготовили еще девять частных партий состава. Провели определение характеристик состава в полученных частных партиях. Каждую частную партию состава расфасовали на пять порций. В таблице 3 приведены характеристики состава в каждой частной партии и масса состава в частных партиях и в порциях.
Таблица 3
Номер частной партии состава
Масса состава в частной партии, г
Скорость горения, мм/с
Удельное газовыделение, см<sup>3</sup>/г
Калорийность, кал/г
Масса состава в порциях, г
1
1060
47
0,9
447
212±1 г
2
1075
41
1
453
215±1 г
3
1080
44
1,1
459
216±1 г
4
1060
49
0,9
453
192±1 г
5
1075
43
1
453
215±1 г
6
1080
39
0,8
440
216±1 г
7
1075
44
1,2
455
215±1 г
8
1080
44
0,8
453
216±1 г
9
1080
45
0,7
445
216±1 г
10
1000
44
0,9
447
200±1 г
Среднее значение характеристик состава
44
0,9
450
Разброс между максимальным и минимальным значениями
10
0,5
19
Согласно данным таблицы 3 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частных партий составляет: для скорости горения - 22,7%; для удельного газовыделения - 55,5%; для калорийности - 4,2%.
3
Далее для получения одной части общей партии пиротехнического состава в шаровой мельнице загрузили в барабан емкостью 6 дм по одной порции состава от каждой частной партии (192-216 г). Провели усреднение порций состава в шаровой мельнице в течение 10 мин при частоте вращения барабана 30 об/мин. В результате получили, за вычетом потерь при выгрузке из барабана и проб состава для контроля характеристик, одну часть общей партии состава массой примерно 2090 г. Аналогичным образом получили еще четыре части общей партии состава. Каждую часть общей партии состава упаковали в отдельную тару. Таким образом, получили из десяти частных партий общую партию состава массой 10415 г, состоящую из пяти частей. Провели определение характеристик состава в полученных частях общей партии. В таблице 4 приведены характеристики состава в каждой части общей партии.
Таблица 4
Номер части общей партии состава
Масса состава в частях партии, г
Скорость горения, мм/с
Удельное газовыделение, см<sup>3</sup>/г
Калорийность, кал/г
1
2090
44
1.1
453
2
2080
45
1
457
3
2075
44
1.1
454
4
2090
46
1
449
5
2080
45
1,1
450
Среднее значение характеристик состава
44,8
1,06
452,6
Разброс между максимальным и минимальным значениями
2
0,1
8
Согласно данным таблицы 4 разброс между максимальным и минимальным значениями характеристик состава среди частей общей партии составляет: для скорости горения - 4,5%; для удельного газовыделения - 9,4%; для калорийности - 1,8%.
Заявляемый способ изготовления позволяет стабилизировать характеристики пиротехнического состава. Анализ экспериментальных данных показал, что если между частными партиями разброс значений скорости горения составлял от 23 до 26%, разброс значений удельного газовыделения состава составлял от 30 до 56%, а разброс значений калорийности состава составлял около 4%, то в общей партии состава разброс между максимальным и минимальным значениями скорости горения и удельного газовыделения не превышает 10%, а разброс по калорийности не превышает 2%.