ПОРОХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ И ПИСТОЛЕТНЫХ ПАТРОНОВ Российский патент 2005 года по МПК C06B25/24 

Изобретение относится к области сферических порохов и может быть использовано в пороховой промышленности для зарядов к строительно-монтажным и пистолетным патронам, метательным зарядам.

При разработке порохов для строительно-монтажных патронов остро стоят проблемы обеспечения комплекса эксплуатационных характеристик. В первую очередь, это необходимость достижения требуемой энергии выстрела при допустимых значениях среднего максимального давления пороховых газов. Во-вторых, это требование по полноте сгорания. Порох при стрельбе из различных пистолетов должен сгорать без остатков и не засорять пистолет, который должен надежно работать без чистки 600 выстрелов.

Известно, что для снаряжения строительно-монтажных и пистолетных патронов, в основном, применяются мелкозеренные пороха. Преимущественно это тонкосводные и пористые пороха, которые могут быть как одноосновными, так и двухосновными, а их зерна могут иметь различную геометрическую форму и размеры.

Уровень качества отечественных порохов, разработанных для строительно-монтажных и пистолетных патронов, низок и уступает лучшим мировым аналогам, практически по всем характеристикам, например порохам фирмы «Хилти» (США). (Ю.М. Баскаков, В.П. Королев и др. «Исследование физико-химических характеристик порохов в импортных строительно-монтажных патронах» отчет Б-01-98 «Би-Вест», Климовск, 1988 с.12).

Наиболее близким из известных порохов, производство которого освоено отечественной промышленностью и который, хотя и имеет ряд недостатков, тем не менее может быть использован для некоторых типов строительно-монтажных патронов, является порох МсСН 17/4,85 по ТУ 7506804-116-91 «Порох лаковый». Данный порох предназначен для снаряжения патронов монтажных кольцевого воспламенения. Порох представляет собой зерна сфероидной формы с графитованной поверхностью. Средняя толщина горящего свода зерна составляет 0,17±0,04 мм, диаметр зерна - 0,40±0,10 мм, удельная теплота горения -1160±25ккал/кг.

Порох имеет следующий компонентный состав, маc. %:

Пироксилин с объемной концентрацией окиси азота не менее 213 мл/г75,0±3,0Нитроглицерин23,0±2,0ЦентралитНе более 0,4Дифениламин0,7±0,3ЭтилацетатНе более 0,7Влага0,4±0,2Связанный графит и технический углерод0,3Свободный графитНе более 0,03

Однако данный порох имеет ряд недостатков. Он применяется, в основном, для снаряжения патронов калибра 6,8×18 мм и не отвечает современным требованиям, в частности, по энергоотдаче и ряду физико-химических характеристик. По этой причине его использование в патронах калибра 6,8×11 мм, которые в настоящее время пользуются наиболее высоким потребительским спросом, малоэффективно. Его основные физико-химические характеристики, сравнительные результаты испытаний на энергоотдачу и функционирование приведены в таблице 2.

Основной недостаток пороха по прототипу состоит в том, что он не обеспечивает комплекса требований, предъявляемых к современным строительно-монтажным и пистолетным патронам. Во-первых, характеристики по энергоотдаче не выполняются. Помимо этого, вследствие неоптимального соотношения толщины горящего свода к диаметру порохового зерна, малой удельной поверхности пороха и недостаточной теплоты сгорания, наблюдаются значительное количество недогоревших частиц пороха. Это приводит к тому, что через 60-80 выстрелов пистолет заклинивает и его перезарядка и работа становится невозможной. Для его восстановления требуется сложная разборка и чистка в специальных мастерских. Этот дефект для современных патронов является недопустимым.

Задачей изобретения является создание нового мощного, высокоплотного и тонкосводного сферического пороха, способного при функционировании в составе малогабаритных патронов калибра 6,8×11 мм обеспечить энергоотдачу на уровне лучших зарубежных аналогов, например патрона калибра 6,8×11 мм фирмы «Хилти».

Задача решается за счет того, что в порохе для строительно-монтажных и пистолетных патронов, состоящем из пороховых зерен сфероидной формы с графитованной поверхностью, содержащем энергетическую основу - пироксилин и нитроглицерин, дифениламин, централит, этилацетат, графит и воду, порох содержит пироксилин с объемной концентрацией окиси азота не менее 212 мл/г, пороховое зерно имеет отношение толщины горящего свода к диаметру в пределах 0,273-0,420 при этом удельная поверхность порохового зерна составляет 230-290 см²/г, теплота горения - 1165-1210 ккал/кг при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Пироксилин с объемной концентрацией окиси азота не менее 212 мл/г71-75Нитроглицерин23-28Централит0,1-0,2Дифениламин0,4-0,5Этилацетат0,01-05Графит0,01-0,1ВодаОстальное

Техническое решение поставленных задач было найдено посредством изменения и оптимизации основных физико-химических характеристик пороха, известного из прототипа. Уменьшение отношения толщины горящего свода к диаметру до значений 0,273-0,420, увеличение начальной удельной поверхности до 230-290 см²/г, увеличение теплоты горения до 1165-1210 ккал/кг, содержание азота в пироксилине не менее 212 мл/г при соответствующем содержании компонентов, позволило решить поставленную задачу.

Основными отличительными признаками предложенного пороха являются значения соотношений толщины горящего свода к диаметру порохового зерна, удельной поверхности порохового зерна, теплоты горения пороха и новый весовой состав.

В составе используются следующие компоненты.

ПИРОКСИЛИН с объемной концентрацией окиси азота не менее 212 мг и НИТРОГЛИЦЕРИН в составе пороха, выполняющие роль энергетической основы и обеспечивающие механическую прочность пороховых элементов. Уменьшение содержания окиси азота в пироксилине не менее 212 мл/г приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению энергетических характеристик пороха.

ЦЕНТРАЛИТ в составе пороха применяется в качестве стабилизатора химической стойкости.

ДИФЕНИЛАМИН выполняет роль также стабилизатора химической стойкости.

ЭТИЛАЦЕТАТ и ВОДА применяются в качестве технологических добавок.

ГРАФИТ в составе пороха используется как технологическая добавка для поверхностной обработки пороха, обеспечивающая сыпучесть и снижающая электризуемость.

В таблице 1 представлен компонентный и количественный состав предлагаемого пороха по примерам конкретного выполнения в сравнении с прототипом. Процентное содержание компонентов в пределах, заявленных в формуле изобретения, отражено в примерах 2,3,4. запредельные значения количественного состава приведены в примерах 1 и 5.

В таблице 2 приведены физико-химические характеристики прототипа и нового пороха по примеру 4 конкретного выполнения, а также результаты испытаний порохов на энергоотдачу и функционирование пистолета.

Существенное отличие нового пороха от прототипа по физико-химическим характеристикам позволяет за счет оптимизации процесса горения обеспечить 100% сгорание пороха, получить необходимую энергоотдачу выстрела и улучшить стабильность в группе выстрелов.

Следует отметить, что пороха с увеличенным соотношением толщины горящего свода к диаметру зерна, уменьшенной удельной поверхностью и уменьшенной теплотой горения, выходящими за рамки формулы, будут иметь неудовлетворительные характеристики по полноте сгорания и по энергоотдаче.

Таблица 1Компонентный составПримеры конкретного выполнения, мас.%Прототип
Порох
McCH
17/4,8512345Пироксилин (содержание окиси азота не менее 213 мл/г)     75,0±3,0Пироксилин (содержание окиси азота не менее 212 мл/г)7071737577 Нитроглицерин292825232223±0,2Централит0,080,10,150,20,25Не более 0,4Дефиниламин0,30,40,450,50,60,7±0,3Этилацетат0,60,010,250,50Не более 0,7Графит00,010,050,10,130,3Водаостальное0,4±0,2

Таблица 2 Компонентный состав, мас.%Геометрические размерыФизико-технические характеристикипироксилиннитроглицеринцентралитдифениламинэтилацетатграфитводаТолщина Горящего свода 2LДиаметр зерна мм (Д)Масса заряда, гГлубина отпичатка стального стержня на металю плите, ммТеплота горения, ккал/кгМаксим.давление пороховых газов, Р_макс.Кгс/см²Кол-во выстрелов без чистки пистолетаПрототип76220,30,40,70,030,570,170,40,4250,24,0116079854порох лаковый МсСН 17/4,85(конц NO не менее 213 мг/г)              Предлагаемый порох по примеру 4 конкретного выполнения75 (конц NO не менее 212 мг/г)230,20,50,50,130,670,120,40,30 00,26,81185823647

Изобретение относится к области создания сферических порохов. Предложен порох для строительно-монтажных и пистолетных патронов, состоящий из зерен сфероидной формы с графитованной поверхностью, содержащий пироксилин с объемной концентрацией азота не менее 212 мл/г, нитроглицерин, дифениламин, централит, этилацетат, графит и воду, при этом пороховое зерно имеет отношение толщины горящего свода к диаметру порохового зерна в пределах 0,273-0,420, начальная удельная поверхность зерна составляет 230-290 см²/г, теплота горения 1165-1210 ккал/кг. Изобретение направлено на создание мощного, высокоплотного и тонкосводного сферического пороха для патронов калибра 6,8×11 мм. 2 табл.

Порох для строительно-монтажных и пистолетных патронов, состоящий из пороховых зерен сфероидной формы с графитованной поверхностью, содержащий энергетическую основу - пироксилин и нитроглицерин, дифениламин, централит, этилацетат, графит и воду, отличающийся тем, что он содержит пироксилин с объемной концентрацией окиси азота не менее 212 мл/г, пороховое зерно имеет отношение толщины горящего свода к диаметру в пределах 0,273-0,420, при этом удельная поверхность порохового зерна составляет 230-290 см²/г, теплота горения 1165-1210 ккал/кг, при следующем соотношении компонентов, мас %:

пироксилин с объемной концентрацией окиси азотане менее 212 мл/г 71-75нитроглицерин23-28централит0,1-0,2дифениламин0,4-0,5этилацетат0,01-0,5графит0,01-0,1водаостальное.