СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩЕГО СОСТАВА ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДОВ ИЗ СТРТ Российский патент 2006 года по МПК F42D5/04 F42B33/00 

Описание патента на изобретение RU2284012C1

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу получения флегматизирующего состава для ликвидации методом сжигания заряда из смесевого твердого ракетного топлива (СТРТ) непосредственно в корпусе ракетного двигателя. Закрытие расчетной поверхности заряда флегматизирующим составом обеспечивает замедленное регулируемое выжигание топлива и таким образом снижает секундные расходы продуктов сгорания. В известном способе ликвидации зарядов твердого ракетного топлива, патент № 2133410 РФ, флегматизирующий состав получается путем приготовления водного геля в реакторе объемного типа и смешивания его с отвердителями. В способе ликвидации зарядов твердого ракетного топлива, патент № 2123991 РФ, готовятся водные растворы гелеобразователя, в которые могут быть также введены специальные добавки, нейтрализующие вредные компоненты продуктов сгорания. Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является способ по патенту № 2245511 РФ ликвидации заряда ТРТ с флегматизацией поверхности заряда гелеобразующим составом, сохраняющим структурные характеристики в процессе горения. Эффект достигается тем, что водногелевый состав отверждают при температуре 5-25°С и значениях рН-среды 5,3-7,5. В качестве гелеобразователя используется полиакриламид (ПАА) с молекулярной массой не ниже 1·106 и степенью гидролиза 10-40 мол.%. Компонентами окислительно-восстановительной системы отверждения выступают бихромат калия (БХК) и тиосульфат натрия (ТСН). Приготовление флегматизирующего состава заключается в разбавлении раствора ПАА до нужной концентрации с одновременным проведением гидролиза, нейтрализации гидролизованного ПАА до значения рН-среды 6,5-7,0; разделении раствора ПАА на два равных объема; раздельном введении в каждый из объемов компонента системы отверждения в виде водного раствора; получении гелеобразующего состава путем синхронного смешивания полученных объемов растворов. Для приготовления гелеобразующего состава используется 8%-ный водный раствор ПАА по ТУ 6-02-00209912-32, представляющий собой гелеобразную вязкую массу со степенью гидролиза (молярная доля карбоксильных групп) 3-8%. Этот раствор разбавляется водой до заданной концентрации и обрабатывается гидроксидом натрия для получения необходимой степени гидролиза, затем добавлением серной кислоты выводится рН-среды до требуемого значения. Процесс нейтрализации проводится осторожно в 3-5 стадий, не допуская избытка кислоты. Наиболее трудоемкими и длительными, что является недостатком процесса по прототипу, стадиями являются гидролиз (от 24 до 36 час) и нейтрализация гидролизованного ПАА (от 48 до 72 час) в общем цикле приготовления флегматизирующего состава (84-120 час).

Технической задачей изобретения является упрощение технологического процесса приготовления флегматизирующего состава при сохранении уровня технологических и механических характеристик.

Технический результат достигается тем, что в качестве гелеобразователя используют порошкообразный анионоактивный ПАА, имеющий степень гидролиза 10-25 мол.%, с размером частиц 750-1500 мкм. В этом случае процесс приготовления флегматизирующего состава заключается в приготовлении суспензии порошкообразного анионоактивного ПАА в воде, получении раствора, разделении раствора на два равных объема, смешивании объемов с водными растворами компонентов окислительно-восстановительной системы отверждения, приготовлении флегматизирующего состава путем смешивания полученных объемов. Таким образом, из процесса приготовления флегматизирующего состава исключаются операции гидролиза и нейтрализации и существенно сокращается продолжительность приготовления состава. Стадия приготовления водной суспензии ПАА введена с целью обеспечения смачивания и предотвращения слипания частиц порошка. Для получения суспензии порошкообразного анионоактивного ПАА в воде используется мешалка, обеспечивающая значение критерия Рейнольдса 70·103-120·103 с целью образования развитой воронки в водной среде. Интенсивность перемешивания при значении критерия Рейнольдса ниже 70·103 не позволяет получить устойчивую воронку в водной среде; выше 120·103 приводит к бурлению воды по всему объему воды, тем самым ухудшая смачивание частиц порошка. Дозирование ПАА должно быть непрерывным и равномерным в основании конуса воронки, при этом скорость дозирования порошка (U, г/сек), максимально-допустимая, исключающая образования агрегатов, определяется по формуле:

,

где V - объем приготавливаемого раствора, л.

Перемешивание суспензии в выбранных режимах осуществляется в течение 5-10 минут, затем производится перемешивание до получения однородного раствора мешалкой любого типа с частотой вращения 100-160 об/мин (значение критерия Рейнольдса 20·103-40·103).

Необходимость и эффективность стадии приготовления суспензии показана в сравнительных примерах.

Пример 1. В реактор объемом 10 литров, снабженный турбинной мешалкой диаметром 120 мм, отдозировано 320 г порошкообразного анионоактивного ПАА с размером частиц 750 мкм. При циклическом перемешивании (30 минут каждый час) с частотой вращения мешалки 300 об/мин (критерий Рейнольдса 70000) продолжительность получения однородного раствора составила более 48 часов.

Пример 2. В условиях опыта, аналогичных примеру №1, была приготовлена суспензия порошкообразного анионоактивного ПАА, для чего в навеску воды при непрерывно работающей мешалке в основание конуса образовавшейся воронки была равномерно и непрерывно отдозирована навеска порошкообразного анионоактивного ПАА. После 5-минутного перемешивания частота вращения мешалки была снижена до 100 об/мин и производилось перемешивание суспензии до полного растворения ПАА в воде. В результате 30-минутного перемешивания был получен однородный раствор.

Характеристики отвержденного флегматизирующего состава, изготовленного по предлагаемому изобретению, в сравнении с прототипом представлены в таблице. Определение рН-среды проводилось с использованием универсальной индикаторной бумаги, живучесть состава определялась по изменению во времени вязкости, замеряемой на реовискозиметре "Гепплера". Коэффициент растекаемости состава (Кр) определялся по изменению формы образца под действием собственной массы как величина отношения разности конечного и начального диаметров столбика геля к начальному диаметру столбика. Механические свойства отвержденного геля: прочность при сжатии (σ), деформация (ε), модуль сжатия (Е) определялись при сжатии образца под постоянной нагрузкой. Характеристики образца по предлагаемому изобретению не уступают прототипу.

Похожие патенты RU2284012C1

название год авторы номер документа
КОМПОЗИЦИЯ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩЕГО ХЛАДАГЕНТА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ЗАРЯДОВ ИЗ СТРТ 2005
  • Колосов Герман Георгиевич
  • Агапова Татьяна Васильевна
  • Карнаухов Николай Александрович
  • Наумов Борис Васильевич
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Артеменко Татьяна Анатольевна
RU2277109C1
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА 2003
  • Колосов Г.Г.
  • Агапова Т.В.
  • Карнаухов Н.А.
  • Наумов Б.В.
  • Поник А.Н.
  • Вихляев Ю.А.
  • Куценко Г.В.
  • Гурова Т.А.
  • Шайхутдинов Р.В.
RU2245511C1
ПЕРЕДВИЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩЕГО СОСТАВА В ПОЛОСТИ УТИЛИЗИРУЕМЫХ ЗАРЯДОВ ИЗ СТРТ 2005
  • Колосов Герман Георгиевич
  • Агапова Татьяна Васильевна
  • Гаранин Леонид Петрович
  • Наумов Борис Васильевич
  • Поник Анатолий Никитович
  • Приходько Валерий Алексеевич
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Вихляев Юрий Аркадьевич
  • Сибгатуллин Равиль Габдрахманович
  • Александров Александр Сергеевич
  • Артеменко Татьяна Анатольевна
RU2288205C1
КОМПОЗИЦИЯ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩЕГО ХЛАДАГЕНТА ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ЗАМЕДЛЕННОГО ВЫЖИГАНИЯ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА, ОТХОДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 1997
  • Агапова Т.В.
  • Барсуков В.К.
  • Карнаухов Н.А.
  • Колосов Г.Г.
  • Куценко Г.В.
  • Наумов Б.В.
  • Поник А.Н.
  • Знаешева В.В.
  • Федченко В.Н.
RU2145330C1
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДА КРУПНОГАБАРИТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ БЕЗ СОПЛОВОГО БЛОКА МЕТОДОМ СЖИГАНИЯ 2005
  • Колосов Герман Георгиевич
  • Агапова Татьяна Васильевна
  • Карнаухов Николай Александрович
  • Наумов Борис Васильевич
  • Поник Анатолий Никитович
  • Шайхутдинов Рашид Вагизович
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Вихляев Юрий Аркадьевич
RU2301959C2
СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ОКТОГЕНА ПОЛИАКРИЛАМИДОМ 2011
  • Трахтенберг Софья Иосифовна
  • Хименко Людмила Леонидовна
  • Ощепкова Ирина Федоровна
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Куценко Геннадий Васильевич
RU2458895C1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ УТИЛИЗАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Анников В.Э.
  • Олейников В.А.
  • Фирсов А.В.
RU2238927C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОХА И ТОПЛИВА БАЛЛИСТИТНОГО ТИПА 2005
  • Юков Юрий Михайлович
  • Ибрагимов Наиль Гумерович
  • Афиатуллов Энсар Халиуллович
  • Печенкина Мария Александровна
  • Иванова Ирина Петровна
  • Нуруллаева Татьяна Эргашовна
  • Козьяков Алексей Васильевич
  • Ибрагимов Эмиль Наилевич
RU2288208C1
КОМПОЗИЦИЯ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩЕГО ХЛАДАГЕНТА ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ЗАМЕДЛЕННОГО ВЫЖИГАНИЯ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА, ОТХОДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 2003
  • Талалаев А.П.
  • Охрименко Э.Ф.
  • Куценко Г.В.
  • Поник А.Н.
  • Панов И.В.
  • Поносова Л.М.
  • Знаменская Л.Б.
  • Денисова О.В.
  • Карнаухов Н.А.
  • Колосов Г.Г.
  • Наумов Б.В.
RU2261238C1
СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ОКТОГЕНА 2008
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Охрименко Эдуард Федорович
  • Хименко Людмила Леонидовна
  • Трахтенберг Софья Иосифовна
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Сироткин Лев Борисович
  • Владыкин Владимир Иннокентьевич
RU2362759C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩЕГО СОСТАВА ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДОВ ИЗ СТРТ

Изобретение относится к области утилизации ракетных двигателей на твердом топливе. Предложен способ получения флегматизирующего состава для ликвидации методом сжигания заряда из смесевого твердого ракетного топлива, включающий приготовление водного раствора полиакриламида, разделение раствора на два равных объема, введение в каждый из объемов компонента системы отверждения, состоящей из водного раствора бихромата калия и водного раствора тиосульфата натрия, смешивание полученных объемов растворов синхронной подачей. Для приготовления водного раствора полиакриламида предварительно готовят водную суспензию из порошкообразного анионоактивного полиакриламида путем равномерного и непрерывного дозирования его в основание конуса водной воронки, образуемой при работе мешалки. После завершения дозирования полиакриламида режим перемешивания поддерживают до полного его растворения. Изобретение направлено на упрощение технологического процесса приготовления флегматизирующего состава, используемого для закрытия поверхности горения заряда с целью обеспечения регулируемого выжигания. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 284 012 C1

Способ получения флегматизирующего состава для ликвидации методом сжигания заряда из смесевого твердого ракетного топлива, включающий приготовление водного раствора гелеобразователя, в качестве которого используют полиакриламид, разделение раствора на два равных объема, введение в каждый из объемов компонента системы отверждения, состоящей из водного раствора бихромата калия и водного раствора тиосульфата натрия, смешивание полученных объемов растворов синхронной подачей, отличающийся тем, что для приготовления водного раствора полиакриламида предварительно готовят водную суспензию полиакриламида путем равномерного и непрерывного дозирования порошкообразного анионоактивного полиакриламида, имеющего степень гидролиза 10-25% и размер частиц 750-1500 мкм, в основание конуса водной воронки, образуемой при работе мешалки, обеспечивающей режим перемешивания со значением критерия Рейнольдса 70·103-120·103, при этом скорость дозирования порошкообразного полиакриламида (U, г/с) определяют по формуле: где V - объем приготавливаемого раствора полиакриламида, л, после завершения дозирования порошкообразного полиакриламида режим перемешивания поддерживают в течение 5-10 мин и осуществляют домешивание до полного растворения полиакриламида мешалкой при значении критерия Рейнольдса 20·103÷40·103.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2284012C1

СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА 2003
  • Колосов Г.Г.
  • Агапова Т.В.
  • Карнаухов Н.А.
  • Наумов Б.В.
  • Поник А.Н.
  • Вихляев Ю.А.
  • Куценко Г.В.
  • Гурова Т.А.
  • Шайхутдинов Р.В.
RU2245511C1
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА 1997
  • Агапова Т.В.
  • Барсуков В.К.
  • Карнаухов Н.А.
  • Колосов Г.Г.
  • Куценко Г.В.
  • Наумов Б.В.
  • Поник А.Н.
RU2133410C1
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА 1997
  • Архангельский В.В.
  • Зайчиков Ю.Е.
  • Широков Р.В.
  • Кривошеев Н.А.
  • Меркулов В.М.
  • Милехин Ю.М.
  • Тверитинов А.И.
  • Михайлова Т.В.
  • Кобылина Н.Г.
RU2123991C1
US 4758387 А, 19.07.1988
US 5220107 А, 15.06.1993.

RU 2 284 012 C1

Авторы

Колосов Герман Георгиевич

Агапова Татьяна Васильевна

Карнаухов Николай Александрович

Наумов Борис Васильевич

Куценко Геннадий Васильевич

Артеменко Татьяна Анатольевна

Даты

2006-09-20Публикация

2005-05-23Подача