ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ДЫМООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 2009 года по МПК C06D3/00 C06B29/02 

Описание патента на изобретение RU2350590C1

Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении которых генерируется аэрозоль, образующий дымовую завесу, используемую для постановки сигналов или ложных целей, а также целеуказания.

Уровень данной области техники характеризует состав черного дыма на основе хлората калия (бертолетова соль), включающий антрацен (углеводород), которые содержатся в массовом соотношении 52/48 (см., например, А.А.Шидловский «Основы пиротехники», М., Машиностроение, 1973 г., с.249).

Этот состав по существу и числу совпадающих признаков с предложенным выбран в качестве наиболее близкого аналога. Особенностью описанной смеси является большое содержание хлората калия, что обеспечивает достаточно высокую температуру горения состава, при которой происходит не возгонка антрацена, а неполное его сгорание с выделением большого количества сажи, необходимой для окрашивания дыма.

Однако известный состав имеет ряд недостатков, ограничивающих его практическое применение в дымообразующих изделиях, такие как:

- низкая дымообразующая способность вследствие относительно небольшого содержания газообразных веществ в продуктах сгорания;

- сравнительно низкая скорость горения состава (0,6-0,7 мм/с), что снижает динамику формирования дымовой завесы и является причиной для увеличения массы заряда и габаритов конструкции;

- нетехнологичность в изготовлении и переработке по причине пыления сухих компонентов, что делает производство взрывоопасным.

Кроме того, прессованный заряд из известного состава плохо горит, при этом образуется много шлаков от избытка антрацена, что определяет неудовлетворительную функциональную надежность и низкую эффективность дымообразования

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и эффективности действия по назначению более технологичного дымообразующего состава.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный пиротехнический дымообразующий состав, содержащий хлорат калия и антрацен, согласно изобретению, дополнительно включает активаторы горения - тиомочевину и фенолформальдегидную смолу, при этом компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:

хлорат калия52-55антрацен33-37тиомочевина6-10фенолформальдегидная смола3-5

Отличительные признаки обеспечили повышение эффективности дымообразования за счет большей скорости горения состава и увеличения при этом газообразных продуктов горения, что улучшает диспергирование конденсированных продуктов и обеспечивает уменьшение шлаков. При этом предложенный состав гранулируется и не пылит, следовательно, технологичен в изготовлении и безопасен в переработке.

Содержание хлората калия в составе оптимизировано из условия максимального генерирования дыма.

При содержании в составе антрацена в диапазоне 33-37 мас.% обеспечивается неполное сгорание (без образования углекислого и угарного газов) с большим выделением сажи.

Содержание в составе антрацена менее 33 мас.% недостаточно для образования черного дыма, так как антрацен является основным поставщиком в генерируемый аэрозоль сажи.

При содержании в составе антрацена более 37 мас.% не все продукты сгорания диспергируются и остаются в шлаках. Это служит причиной падения скорости горения состава и приводит к неустойчивому горению.

Тиомочевина в составе работает как катализатор, снижая температуру разложения хлората калия, активизируя тем самым процесс горения состава.

Содержание в составе тиомочевины менее 6 мас.% является недостаточным для обеспечения заданной скорости горения.

При содержании в композиции тиомочевины более 10 мас.% не обеспечивает заметного роста эффективности дымообразующего состава, потому что образуется много газообразных продуктов горения, которые разбавляют дым, контрастность и яркость которого снижаются, что ухудшает показатели назначения дымовой завесы.

Фенолформальдегидная смола вводится в состав в виде 50%-ного спиртового раствора, что значительно улучшает технологические свойства смеси, устраняет пыление в процессе изготовления и переработки состава, который гранулируется и приобретает сыпучесть. Это позволяет дозировать состав для прессования зарядов.

Введение фенолформальдегидной смолы в состав в количестве менее 3 мас.% недостаточно для получения устойчивого улучшения технологических свойств в промышленной технологии изготовления дымообразующего состава.

При содержании в дымообразующем составе фенолформальдегидной смолы более 5 мас.% снижается скорость горения и, следовательно, генерирование аэрозоля, то есть вырождается целевое назначение добавки, которая становится балластом.

Технологическая добавка активаторов горения - тиомочевины и фенолформальдегидной смолы, которые являются дополнительным горючим, при горении состава дают большое количество газообразных продуктов, улучшают процесс диспергирования аэрозоля и вынос продуктов сгорания в атмосферу, то есть увеличивают его дымообразующую способность.

Увеличение газообразных продуктов также способствует повышению дисперсности сажевых частиц, что улучшает устойчивость дымового облака и кроющую способность завесы.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.

Предложенный состав изготавливается перемешиванием компонентов в смесителях типа СНД-100.

Массовое оптимальное соотношение компонентов дымообразующего состава было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и проверено практическими испытаниями опытных составов путем оценки максимальных служебных характеристик и показателей назначения при их горении.

В смеситель загружают антрацен технический, ТУ 14-6-175, тиомочевину, ГОСТ 6344 и спиртовой 50% раствор фенолформальдегидной смолы СФ-342-50, OCT В84-1467 в количестве половины от расчетной массы, все это перемешивают в течение 10 минут.

Затем в смеситель загружают хлорат калия (бертолетову соль техническую марки А), ГОСТ 2713 и вторую половину спиртового раствора фенолформальдегидной смолы. Перемешивание проводят в течение 20-25 минут.

Полученную смесь выгружают на лотки и провяливают в течение 20 минут (выдерживают при нормальной температуре цеха).

Далее смесь гранулируют продавливанием через сетку с ячейками 2,0-2,5 мм в грануляторе типа ПВГ-1.

Сформированные гранулы дымообразующего состава провяливают на лотках не менее двух часов до достижения массовой доли влаги и летучих (не более 0,5%). Готовый гранулированный состав фасуют и упаковывают в мешки для хранения.

Сопоставительные испытания составов по изобретению и прототипу проводились в штатной конструкции морской дымовой шашки, в корпусе которой размещается шесть зарядов диаметром 120 мм, высотой 190 мм при массе каждого 3,950 кг.

Для иллюстрации в таблице 1 приводятся характерные композиции опытных дымовых зарядов, которые были испытаны при отработке изобретения и оптимизации составов.

Таблица 1КомпонентыСодержание компонентов, мас.%12345ПрототипХлорат калия565552535052Антрацен323533373848Тиомочевина5610711-Фенолформальдегидная смола74531-

В таблице 2 приведены показатели основных технических характеристик назначения характерных составов по изобретению в сопоставлении с аналогичными показателями состава по прототипу.

Таблица 2ХарактеристикиСоставы12345ПрототипСкорость горения, мм/с0,52,01,71,60,80,6-0,7Дымообразующаяся способность, %689090857060-70Содержание шлаков321010151530-40

Из таблицы 2 следует, что составы по изобретению, при оптимальном соотношении компонентов, горят со скоростью в 2-3 раза быстрее известного состава, достигая максимальной дымообразующей способности 90%, при этом количество шлаков снижается до 10-15%.

Таким образом, введение в количественно сбалансированный дымообразующий состав активаторов горения в виде тиомочевины и фенолформальдегидной смолы (совокупно 10-15 мас.%) существенно активизировало процессы горения и аэрозольобразования в форме плотного облака черного дыма.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного изготовления дымообразующего состава позволяет сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Предложенный состав предназначен для постановки маскирующих завес и ложных целей для защиты надводных кораблей от оружия с телевизионными системами наведения.

Применение заряда из нового состава позволяет получить эффективное дымовое облако при относительно компактных габаритах шашек.

Похожие патенты RU2350590C1

название год авторы номер документа
ПИРОТЕХНИЧЕСКАЯ ДЫМООБРАЗУЮЩАЯ МЕТАЛЛОХЛОРИДНАЯ СМЕСЬ 2007
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2355669C1
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЫМОВОЙ МАСКИРУЮЩЕЙ ЗАВЕСЫ 2007
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Вареных Николай Михайлович
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2353606C1
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ДЫМООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ 2007
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2369589C2
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЫМОВОЙ МАСКИРУЮЩЕЙ ЗАВЕСЫ 2008
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2369592C1
АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ 2008
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2369591C1
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ЛИТЬЕВОЙ СОСТАВ 2007
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2353605C1
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ГРАНУЛИРОВАННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЫМОВОЙ ЗАВЕСЫ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОРОХОВЫМ ПОКРЫТИЕМ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2007
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Захарова Зинаида Александровна
RU2357945C1
ДЫМОВАЯ ГРАНАТА 2009
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Василенко Тамара Алексеевна
RU2398181C1
ДЫМООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ 2013
  • Резников Михаил Сергеевич
  • Мингазов Азат Шамилович
  • Сидоров Алексей Иванович
  • Емельянов Вячеслав Валентинович
  • Абызов Нурахмет Загидуллинович
  • Моисеева Наталия Александровна
RU2545292C1
ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ 2007
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Вагонов Сергей Николаевич
  • Вареных Николай Михайлович
  • Киселев Виталий Борисович
RU2365855C2

Реферат патента 2009 года ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ДЫМООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ

Изобретение относится к пиротехническим дымообразующим составам для маскировки или постановки ложных целей. Пиротехнический дымообразующий состав содержит хлорат калия, антрацен, активаторы горения - тиомочевину и фенолформальдегидную смолу. Изобретение направлено на повышение эффективности дымообразования и маскирующей способности за счет большей скорости горения состава и увеличения газообразных продуктов горения. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 350 590 C1

Пиротехнический дымообразующий состав, содержащий хлорат калия и антрацен, отличающийся тем, что он дополнительно включает активаторы горения - тиомочевину и фенолформальдегидную смолу при следующем содержании компонентов, мас.%:

хлорат калия52-55антрацен33-37тиомочевина6-10фенолформальдегидная смола3-5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2350590C1

ШИДЛОВСКИЙ А.А
Основы пиротехники
- М.: Машиностроение, 1973, с.249
Металлокерамический сплав на основе алюминия 1968
  • Степанова М.Г.
  • Фридляндер И.Н.
  • Матвеев Б.И.
  • Брюховец А.А.
  • Сетюков О.А.
  • Саруль Л.А.
  • Винокуров Н.Д.
  • Тихомиров В.А.
SU274927A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ С ИЗНОСОСТОЙКОЙ ФУТЕРОВКОЙ 2011
  • Мартин Дёрр
  • Вольфганг Вёрнер
  • Штефан Герль
  • Клеменс Шмитт
  • Петер Вагнер
RU2560371C2
TW 565544 В, 11.12.2003
АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ 1995
  • Парфенов А.И.
  • Куляпин В.П.
  • Жернаков И.С.
  • Хрыпченко В.М.
  • Горячева Е.В.
  • Гаврилова В.А.
RU2102691C1

RU 2 350 590 C1

Авторы

Емельянов Валерий Нилович

Вагонов Сергей Николаевич

Вареных Николай Михайлович

Захарова Зинаида Александровна

Даты

2009-03-27Публикация

2007-11-07Подача