СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА Российский патент 2008 года по МПК C06B21/00 

Описание патента на изобретение RU2316527C1

Предлагаемое изобретение относится к области смешения компонентов взрывчатого состава, а конкретно - к технологии смешения компонентов взрывчатого состава, содержащего высокомолекулярное полимерное связующее (ВМПС), жидковязкие и порошкообразные компоненты.

Способ может быть применен при создании технологических процессов приготовления смеси компонентов взрывчатого состава, содержащего аналогично пластмассам отвержденные полимеры и наполнители.

С целью обеспечения возможности переработки взрывчатого состава, содержащего высокомолекулярное полимерное связующее, последнее разбавляют значительным количеством (до 85% по отношению к полимеру) низкомолекулярного пластификатора.

Существуют способы смешения взрывчатых составов в смесителе периодического действия (патенты США №3562364, 3807272, патент ФРГ №2303065, патент РФ №2167135), предусматривающие операции дозирования, сначала жидковязких компонентов в съемный корпус смесителя, затем загрузку порошкообразных компонентов отвердителя и последующее их перемешивание. Указанные способы применяются при смешении компонентов взрывчатого состава, не содержащего ВМПС.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату к заявленному способу является способ смешения взрывчатого состава по патенту РФ №2259984, кл. С06В 21/00, который опубликован 10.09.2005 г., принятый авторами за прототип. Указанный способ включает операции подготовки компонентов, дозирование жидковязких компонентов, предварительное смешивание порошкообразного отвердителя в пластификаторе в процессе подготовки компонентов, дозирование полученной смеси в смеситель и окончательное перемешивание.

Применение указанного способа позволяет получение состава с высокой живучестью за счет качественного распределения высокодисперсного порошкообразного отвердителя. Однако способ содержит не все признаки для обеспечения качественного смешения взрывчатого состава, содержащего ВМПС.

Существенным недостатком известного способа смешения компонентов взрывчатого состава, принятого за прототип, является то, что он не обеспечивает, как и при использовании способов - аналогов, качественного смешения компонентов взрывчатого состава, содержащего ВМПС и низкомолекулярный пластификатор в значительном количестве (до 85% по отношению к полимеру).

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа смешения компонентов взрывчатого состава на основе ВМПС, обеспечивающего повышение интенсивности процесса пластификации ВМПС и качественное смешение компонентов и живучести взрывчатого состава за счет ведения процесса пластификации в среде инертного газа в ступенчатом режиме.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе смешения компонентов взрывчатого состава, включающем подготовку жидковязких, порошкообразных компонентов, дозирование их в смеситель и перемешивание, согласно изобретению в процессе подготовки жидковязких компонентов сначала смешивают высокомолекулярное полимерное связующее и пластификатор при соотношении 30:70 - 40:60 при температуре 65-85°С в течение 40-60 часов, затем вводят остальную часть пластификатора и смешивают при температуре 60-75°С в течение 3-9 часов, при этом в зону смешения высокомолекулярного полимерного связующего с пластификатором подают инертный газ с давлением 0,05-0,5 кгс/см2 и абсолютной массовой долей воды не более 0,8 г/м3.

Разбавление ВМПС низкомолекулярным пластификатором (пластификация) происходит в результате воздействия напряжений сдвига, возникающих при взаимном передвижении частиц полимера и пластификатора относительно друг друга в процессе перемешивания.

Вследствие большого отличия реологических свойств диспергируемой фазы (полимера) и дисперсной среды (пластификатора), несмотря на то, что последняя подвергается значительным деформациям сдвига, диспергируемая фаза при высокой степени ее разбавления практически не деформируется. Это приводит к снижению интенсивности процесса и увеличению его продолжительности.

Кроме того, в процессе пластификации в результате взаимодействия пластификатора с ВМПС в присутствии кислорода воздуха происходит его деструкция, приводящая к снижению живучести взрывчатого состава.

Существенной особенностью предлагаемого способа смешения компонентов взрывчатого состава, направленной на повышение интенсивности процесса, на обеспечение качества смешения компонентов и живучести взрывчатого состава, является то, что в процессе подготовки жидковязких компонентов сначала смешивают высокомолекулярное полимерное связующее и пластификатор при соотношении 30:70 - 40:60 при температуре 65-85°С в течение 40-60 часов. Затем вводят остальную часть пластификатора и смешивают при температуре 60-75°С в течение 3-9 часов. Процесс пластификации ведут при подаче в зону смешения ВМПС с пластификатором инертного газа с давлением 0,05-0,5 кгс/см2 и абсолютной массовой долей воды не более 0,8 г/м3.

Благодаря выбранному оптимальному соотношению ВМПС с пластификатором и температуре пластификации обеспечиваются максимальные сдвиговые усилия при перемешивании потоков компонентов, сокращается продолжительность процесса.

Характер изменения вязкости смеси при пластификации полимерного связующего с молекулярной массой 35·103 единиц в масло-пластификаторе приведен на чертеже. На данном примере в процессе подготовки жидковязких компонентов взрывчатого состава сначала смешивали полимерное связующее и масло-пластификатор при соотношении 33:67 и температуре 75°С. Характер изменения вязкости смеси при этом описывается кривой 1. Из чертежа также видно, что за первые 17 часов перемешивания нарастание вязкости смеси происходит относительно медленно. Далее процесс пластификации ускоряется и через τ1=43 часам перемешивания вязкость смеси стабилизируется, что характеризует о завершении процесса пластификации с первой частью масла-пластификатора. После чего в смесь вводили остальную часть масла-пластификатора и смешивали при температуре 70°С в течение 5 часов. Изменение вязкости смеси показано на кривой 2. Общее время τ2 процесса составило 48 часов.

В случае смешивания полимерного связующего без разделения масла-пластификатора на части (со всей навеской масла-пластификатора) в соотношении 25:75 (кривая 3) процесс пластификации происходит медленно и заканчивается через τ3≈102 часам.

Дополнительные примеры конкретного исполнения способа приведены в таблицах 1, 2. Из данных таблицы 1 следует, что авторам удалось выбрать такие параметры ведения предлагаемого способа смешения компонентов взрывчатого состава, которые обеспечивают высокую интенсивность пластификации за счет выбора оптимального соотношения полимерного связующего с масла-пластификатором и температуры (опыты №2-7). При соотношении полимерного связующего к масло-пластификатору более 40:60 пластификация не ускоряется, а энергозатраты резко возрастают, т.к. вязкость смеси в этих условиях достигает более 6,5 т.пз (опыт №8); при соотношениях менее 30:70 исходная вязкость смеси становится низкой, что приводит к снижению производительности процесса (опыт №1). При подъеме температуры выше 85°С происходит снижение живучести взрывчатого состава из-за изменения структуры полимерного связующего под воздействием высокой температуры в присутствии масла-пластификатора (опыт №9); при снижении температуры (T1) ниже 65°С, температуры (T2) ниже 60°С время пластификации удлиняется на 18% (опыт №10).

В предлагаемом способе смешения компонентов взрывчатого состава повышение его живучести достигается за счет подачи в зону смешения полимерного связующего с маслом-пластификатором инертного газа, например азота, с давлением 0,05-0,5 кгс/см2 и абсолютной массовой долей воды не более 0,8 г/м3 (опыты №3-5, Таблица 2). Благодаря проведению пластификации в среде азота полимерное связующее изолируется от кислорода воздуха и тем самым исключается его деструкция, изменение молекулярной массы и снижение живучести взрывчатого состава.

Применение азота с влажностью не более 0,8 г/м3 исключает попадание влаги в зону смешения компонентов взрывчатого состава. Осуществление способа с подачей азота с давлением менее 0,05 кгс/см2 (опыт №2) и в среде кислорода воздуха (опыт №1) приводит к резкому изменению молекулярной массы полимерного связующего, снижению живучести взрывчатого состава. Повышение давления азота сверх 0,5 кгс/см2 (опыт №6) является нецелесообразным, т.к. уже при давлении 0,5 кгс/см2 обеспечивается полная изоляция полимера от кислорода воздуха.

Применение описанного способа смешения компонентов взрывчатого состава позволяет повысить интенсивность процесса пластификации, качество смешения компонентов и живучести взрывчатого состава. Указанные преимущества подтверждены изготовлением по описанному способу опытных партий изделий на заводе им. С.М.Кирова.

Таблица 1Примеры конкретного исполнения способа№ опытаС, %Т1, °Сτ1, часВязкость смеси при Т=70°С, т.пзТ2, °Сτ2, часРезультат128:7275721,67010Мала исходная вязкость, низкая производительность230:7075502,2708Обеспечивается высокая интенсивность пластификации333:6765533,6609433:6775433,4705533:6785423,0756640:6085406,5657740:6065526,6756842:5875518,9657Высокие пусковые нагрузки и энергозатраты933:6790403,4657Снижается живучесть взрывчатого состава 1033:6760583,75515Удлиняется время пластификации

Примечание. В таблице 1 приняты следующие обозначения:

С - соотношение полимерного связующего с первой частью масла- пластификатора, %;

Т1, τ1 - температура (°С) и продолжительность пластификации (час) с первой частью масла-пластификатора, соответственно;

Т2, τ2 - температура (°С) и продолжительность пластификации (час) после ввода остальной части масла-пластификатора, соответственно.

Таблица 2Примеры конкретного исполнения способа№ опытаДавление азота, кгс/см2Молекулярная масса полимерного связующегоЖивучесть взрывчатого состава, часРезультат1Отсутствие2650021Меняется молекулярная масса полимерного связующего, снижается живучесть взрывчатого состава20,04310002830,053250038Обеспечивается высокая живучесть взрывчатого состава40,2335003950,5330004260,63280040Увеличивается расход инертного газа

Похожие патенты RU2316527C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА 2008
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Салахов Радус Фассахович
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Агапова Татьяна Васильевна
RU2378239C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2006
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Кранидов Анатолий Михайлович
  • Салахов Радус Фассахович
  • Малахова Нина Александровна
  • Кузьмицкий Геннадий Эдуардович
  • Федченко Николай Николаевич
  • Гринберг Семен Ионович
  • Божья-Воля Николай Сергеевич
  • Лисовский Владимир Михайлович
RU2318788C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА 2007
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Салахов Радус Фассахович
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Ступникова Валентина Алексеевна
  • Кузьмицкий Геннадий Эдуардович
  • Божья-Воля Николай Сергеевич
  • Лисовский Владимир Михайлович
RU2350588C1
СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА 2009
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Ступникова Валентина Алексеевна
  • Куркина Нина Ивановна
  • Замахаев Юрий Васильевич
  • Цольфранк Светлана Анисимовна
RU2422416C1
СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА 2009
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Салахов Радус Фассахович
  • Артемова Ирина Викторовна
RU2401825C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2008
  • Салахов Радус Фассахович
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Федорова Валентина Ивановна
RU2382017C1
СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА 2005
  • Талалаев Анатолий Петрович
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Гатаулин Исак Гасинович
  • Замахаев Юрий Васильевич
  • Салахов Радус Фассахович
  • Бахарев Леонид Михайлович
RU2287508C1
СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА И ФОРМОВАНИЯ ИЗ НЕГО ИЗДЕЛИЯ 2010
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Ковтун Виктор Евгеньевич
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Замахаев Юрий Васильевич
  • Салахов Радус Фассахович
  • Гаранин Леонид Петрович
RU2451649C1
СОСТАВ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ОСНАСТКИ 2006
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Салахов Радус Фассахович
  • Кузьмицкий Геннадий Эдуардович
  • Гринберг Семен Ионович
  • Божья-Воля Николай Сергеевич
RU2303620C1
СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТЫХ СОСТАВОВ 2004
  • Талалаев А.П.
  • Куценко Г.В.
  • Салахов Р.Ф.
  • Кранидов А.М.
  • Малахова Н.А.
  • Панов И.В.
  • Знаменская Л.Б.
  • Денисова О.В.
  • Сагирова В.В.
RU2259984C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 316 527 C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА

Изобретение относится к взрывчатым веществам. Предложен способ смешения компонентов взрывчатого состава, который включает подготовку жидковязких, порошкообразных компонентов, дозирование их в смеситель и перемешивание. В процессе подготовки жидковязких компонентов сначала смешивают высокомолекулярное полимерное связующее и пластификатор при соотношении 30:70-40:60 при температуре 65-85°С в течение 40-60 часов. После чего загружают оставшуюся часть пластификатора и перемешивают при температуре 60-75°С в течение 3-9 часов. Процесс смешения ведут при подаче инертного газа с давлением 0,05-0,5 кгс/см2 и абсолютной массовой долей воды не более 0,8 г/см3. Изобретение позволяет повысить интенсивность процесса пластификации, качество смешения компонентов и живучести взрывчатого состава. 1 ил., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 316 527 C1

Способ смешения компонентов взрывчатого состава, включающий подготовку жидковязких, порошкообразных компонентов, дозирование их в смеситель и перемешивание, отличающийся тем, что в процессе подготовки жидковязких компонентов сначала смешивают высокомолекулярное полимерное связующее и пластификатор при соотношении 30:70÷40:60 при температуре 65-85°С в течение 40-60 ч, затем вводят остальную часть пластификатора и смешивают при температуре 60-75°С в течение 3-9 ч, при этом в зону смешения высокомолекулярного полимерного связующего с пластификатором подают инертный газ с давлением 0,05-0,5 кгс/см2 и абсолютной массовой долей воды не более 0,8 г/м3.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2316527C1

СПОСОБ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТЫХ СОСТАВОВ 2004
  • Талалаев А.П.
  • Куценко Г.В.
  • Салахов Р.Ф.
  • Кранидов А.М.
  • Малахова Н.А.
  • Панов И.В.
  • Знаменская Л.Б.
  • Денисова О.В.
  • Сагирова В.В.
RU2259984C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ МАССЫ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА 2004
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Чернов Михаил Андреевич
  • Салахов Рафис Фассахович
  • Колосов Герман Георгиевич
  • Царева Ольга Николаевна
  • Гатаулин Исаак Гасинович
  • Гринберг Семен Ионович
  • Морозов Павел Иванович
RU2272801C1
СМЕСЕВОЕ ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО 2003
  • Процун Е.Г.
  • Звонарев Ю.В.
RU2258057C2
ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО 2000
  • Ермилов А.С.
  • Хименко Л.Л.
  • Сухинин В.С.
  • Зырянов К.А.
RU2183608C2
GB 1111391 А, 24.04.1968
US 4177227 A, 04.12.1979.

RU 2 316 527 C1

Авторы

Куценко Геннадий Васильевич

Салахов Рафис Фассахович

Салахов Радус Фассахович

Агапова Татьяна Васильевна

Кузьмицкий Геннадий Эдуардович

Макаров Леонид Борисович

Божья-Воля Николай Сергеевич

Лисовский Владимир Михайлович

Даты

2008-02-10Публикация

2006-07-20Подача