ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ТВЕРДЫХ ИСТОЧНИКОВ КИСЛОРОДА Российский патент 2005 года по МПК C06B33/12 

Изобретение относится к воспламенительным составам капсюльного типа для твердых источников кислорода и может быть использовано при разработке генераторов кислорода для индивидуальных и коллективных средств защиты дыхания.

Воспламенительные составы капсюльного типа для твердых источников кислорода (ТИК) в качестве основного чувствительного к лучу пламени компонента применяют цирконий и титан.

Однако составы на основе циркония имеют повышенную взрывопожароопасность технологии изготовления как воспламенительного состава, так и твердого источника кислорода в целом. Применение титана значительно более безопасно.

Известен ряд воспламенительных составов на основе титана, применяемых в ракетной технике. Это составы, содержащие титан и перхлорат калия; титан и окись железа; титан, окись железа и двуокись кремния; титан, кремний, окись железа и свинцовый сурик. (Воспламенительные системы ракетной техники, сб. под редакцией И.В.Тишунина. М.: Мир, 1970 г.).

Однако чувствительность этих составов к лучу пламени все же недостаточна из-за слабой окислительной способности окислов.

Наиболее близок к предлагаемому воспламенительному составу пиротехнический состав, включающий 27% титанового порошка, 5% бора и 68% хлората калия (заявка РСТ №90/13529 С 06 В 43/00, 1990 г.).

Этот состав надежно инициируется от капсюля-воспламенителя ударного типа и не выделяет никаких газовых примесей, вредных для дыхания.

Однако при использовании этого состава в брикетах ТИК оказалось, что его механическая прочность после запрессовки в брикет и прочность его сцепления с переходным составом недостаточна. Так после проведения ударных, транспортных и вибрационных испытаний изделий часть воспламенительного состава осыпается. В результате на брикетах ТИК оставшаяся масса воспламенительного состава, хотя и обеспечивает инициирование его от капсюля, но не обеспечивает достаточный тепловой импульс для дальнейшей передачи горения следующему составу. Таким образом, снижается надежность инициирования всего брикета ТИК.

Прямое увеличение давления прессования слабо повышает прочность состава.

Задачей изобретения является повышение надежности инициирования брикета ТИК за счет увеличения механической прочности воспламенительного состава при прессовании.

Задача решается изобретением, согласно которому в состав, включающий титан и бор, вводится дополнительно оксид меди и пероксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

титан5-34бор2-9оксид медиостальноепероксид кальция3-14

Сущность изобретения заключается в том, что разработанный воспламенительный состав капсюльного типа, содержащий титан (5-34%), бор (2-9%), пероксид кальция (3-14%) и оксид меди (остальное), сохраняет высокую восприимчивость к лучу пламени и в то же время обеспечивает высокую зажигательную способность передачи горения в широком интервале отрицательных температур (до минус 50°С).

Новым в предлагаемом техническом решении является использование в составе наряду с титаном и бором оксида меди и пероксида кальция в качестве компонентов, повышающих прочность запрессовок и в то же время не снижающих чувствительности состава к лучу пламени.

Надежность работы воспламенительного состава слагается из двух составляющих: высокой восприимчивости состава к лучу пламени и надежности передачи теплового импульса следующему составу, обеспечивающему включение в работу брикета твердого источника кислорода.

Введение только одного оксида меди гарантирует передачу горения следующему составу, но одновременно несколько снижает восприимчивость состава к лучу пламени.

Введение только одного пероксида кальция повышает восприимчивость воспламенительного состава к лучу пламени, но не гарантирует дальнейшую передачу теплового импульса.

Предложенное количественное соотношение компонентов воспламенительного состава является обоснованным экспериментально.

Характеристики воспламенительного состава иллюстрируются следующими примерами:

Пример 1: Исходные компоненты для приготовления состава использовали в виде порошков. Титан марки ПТХ-6-1 по ТУ 49-10-78-83 с размером частиц 5-20 мкм в количестве 14%, оксид меди по ГОСТ 16539-79 с размером частиц 40-140 мкм в количестве 75%, бор аморфный по ТУ 113-12-132-83 с размером частиц 5-20 мкм в количестве 4%, пероксид кальция по ТУ 6-09-3850-75 в количестве 7% смешивали в смесителе барабанного типа в течение 30 мин. Прессовали образцы в форме таблеток диаметром 10 и 20 мм. При этом определялось минимально удельное давление прессования, при котором таблетка не разрушалась.

Этот показатель оценивает прочность состава. Кроме того, определялась надежность срабатывания таблеток при температуре минус 50°С. Этот показатель дает оценку надежности работы состава.

Удельное давление прессования брикетов ТИК находится в пределах 580-606 кгс/см². Испытания образцов состава на надежность проводили в кассете с помощью капсюля КВР при расстоянии между образцом и капсюлем 25 мм. Фиксировалось число вспышек и отказов состава при срабатывании капсюля.

Пример 2. Состав, полученный по примеру 1 и содержащий титан - 14%, бор - 4%, оксид меди - 79%, пероксид кальция - 3%.

Пример 3. Состав, полученный по примеру 1 и содержащий титан -26%, бор - 2%, оксид меди - 58%, пероксид кальция - 14%.

Пример 4. Состав, полученный по примеру 1 и содержащий титан - 5%, бор - 9%, оксид меди - 83%, пероксид кальция - 3%.

Пример 5. Состав, полученный по примеру 1 и содержащий титан -18%, бор - 2%, оксид меди - 73%, пероксид кальция - 7%.

Пример 6. Состав, полученный по примеру 1 и содержащий титан -34%, бор - 2%, оксид меди - 57%, пероксид кальция - 7%.

Результаты испытаний состава приведены в таблице.

№Воспламенительный составПлотность образца, г/см³Минимальное удельное давление прессования, кг/см²Надежность срабатывания при Т=-50°С, %Примечание1Состав по примеру 1 (оптимальный)2,81-3,66395100 2Состав по примеру 22,85-3,66390100 3Состав по примеру 32,85-3,60365100 4Состав по примеру 42,81-3,60415100 5Состав по примеру 52,81-3,6639598 6Состав по примеру 62,84-3,63408100 7Состав по заявке РСТ №90/135291,9-1,95610-64084Количество испытаний более 100

Как видно из таблицы, минимальное удельное давление прессования воспламенительного состава по заявке РСТ №90/13529 находится на уровне давления для изготовления брикетов ТИК и, таким образом, его механическая прочность становится недостаточной в изделии, а следовательно, снижается и надежность запуска брикетов.

Минимально необходимое давление для предлагаемого состава значительно (примерно, на 25%) меньше, чем давление прессования брикета ТИК и, следовательно, механическая прочность состава в изделии вполне достаточна.

Состав не теряет прочности при виброиспытаниях и, таким образом, его достаточно для передачи горения. Надежность срабатывания состава при температуре минус 50° (наиболее жесткие условия) выше, чем для состава по заявке РСТ №90/13529.

Изобретение относится к воспламенительным составам капсюльного типа для твердых источников кислорода и может быть использовано при разработке генераторов кислорода для индивидуальных и коллективных средств защиты дыхания. Предложен воспламенительный состав для твердого источника кислорода, включающий титан, бор, оксид меди и пероксид кальция. Изобретение позволяет повысить надежность инициирования брикета твердого источника кислорода за счет увеличения механической прочности воспламенительного состава при прессовании. 1 табл.

Воспламенительный состав для твердого источника кислорода, включающий титан и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид меди и пероксид кальция при следующем содержании компонентов, мас.%:

титан5-34бор2-9пероксид кальция3-14оксид медиостальное