ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИСКРИСТОФОРСОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ НАСТОЛЬНЫХ ФОНТАНОВ Российский патент 2011 года по МПК C06B33/04 

Изобретение относится к пиротехническим изделиям, используемым для организации праздничных торжеств.

Известны пиротехнические составы, применяемые для снаряжения различного типа фонтанов, но в связи с жесткими требованиями к настольным фонтанам их перечень не так велик.

Один из таких составов был приведен Мадякиным Ф.П. (Краткая энциклопедия по пиротехнике. / Под ред. Ф.П.Мадякина. Казань, 2001, с.216-218). Этот состав содержит, мас.%: стронций азотнокислый - 22,2%; коллоксилин - 8,9%; дициандиамид - 11,1%; магний - 5,5%; титан - 11,1%; индустриальное масло - 11,1%.

Фонтан с таким пиротехническим составом горит не менее 60 с и образует форс искр высотой не менее 0,5 м. Но этот фонтан имеет ряд недостатков, основными из которых являются: относительно малое время горения и нахождение в продуктах сгорания оксидов стронция, которые вредны для человека.

Так же известен искристофорсовый состав (авторское свидетельство СССР №201179, кл. С06B 33/06, 1966), содержащий мас.%: перхлорат аммония - 55±5; уротропин - 14,2±2; идитол - 8±2; металлический порошок (железо, алюминий, сплав магния с алюминием) - 23±5.

Недостатком состава является значительное дымовыделение, высокая температура горения (свыше 2000°C), наличие токсичных продуктов сгорания, падение горячих искр.

Наиболее близким к предлагаемому является состав (патент РФ №2018507, кл. C06B 33/08): коллоксилин - 83,0-88,0%; магний - 1,5-3,5%; индустриальное масло - 0,5-3,5%; титан - остальное (прототип). Недостатками данного состава являются специфический запах продуктов горения и взрывоопасность.

Основным компонентом такого состава является коллоксилин. Он достаточно высокочувствителен к лучу огня, электрическому разряду и механическим воздействиям. Это создает определенную опасность процесса его изготовления и снаряжения.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является исключение из числа используемых для изготовления искристофорсового состава материалов взрывоопасных и труднодоступных веществ.

Технический результат - повышение безопасности изготовления и применения состава с одновременным улучшением зрелищного эффекта и упрощением и удешевлением процесса его изготовления.

Технический результат достигается тем, что в состав, состоящий из пиротехнической основы, порошка титана и добавок, создающих зрелищный эффектов качестве последних используется смесь уротропина с порошком чугуна, а в качестве пиротехнической основы используется смесь аммиачной селитры с активным углем при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Аммиачная селитра - 82,6±2,0; Уголь активный - 6,6±1,0; Титан - 4,3±1,0; Чугун - 2,5±0,5; Уротропин - 4,1±1,0.

Для достижения указанного технического результата при данной решаемой задаче, в качестве пиротехнической основы заявляемого искристофорсового состава предлагается смесь аммиачной селитры и активного угля, для того чтобы исключить из числа используемых материалов коллоксилин - взрывоопасное и труднодоступное вещество. Основным и существенным недостатком пиротехнических составов, содержащих коллоксилин (нитроцеллюлозу), является их высокая чувствительность к механическим, тепловым и электрическим воздействиям, обусловленная наличием в них нитроцеллюлозы, что требует повышенных мер безопасности при их изготовлении, транспортировке и применении.

Смесь аммиачной селитры с углем широко известна и применяется в пиротехнике для различных целей (суррогатные аммонийные пороха, дымовые составы и пр.).

Наряду с относительно низкой себестоимостью состава и широкой доступностью исходных компонентов предлагаемая пиротехническая основа более безопасна как в процессе изготовления, так и применения. Кроме того, в процессе разработки состава, было обнаружено, что применение в данной пиротехнической основе активного угля, вместо традиционно используемых форм углерода - сажи, графита и древесного угля позволяет значительно снизить температуру процесса устойчивого горения искристофорсового состава - до 600-700°C (у прототипа 927-1027°C), что приводит к увеличению длительности его работы и снижению токсичности продуктов его сгорания.

При горении данной пиротехнической основы, в случае ее использования в искристофорсовых составах, образуются только газообразные вещества, которые воспламеняют и выбрасывают за пределы корпуса фонтана горящие частицы металлов. Дальнейшее горение частиц происходит вне фонтана за счет кислорода воздуха с образованием оксидов соответствующих металлов. Поэтому вполне обоснованно можно предположить, что и в случае применения данной пиротехнической основы в искристофорсовых составах концентрация токсичных веществ в продуктах их сгорания будет меньше ПДК.

Замена порошка магния (прототип) на порошок чугуна в предлагаемом составе не только снижает стоимость изделия, но и усиливают зрелищный эффект фонтана - образуются красивые разрывающиеся искры, сгорающие на фоне горящих частиц титана.

Все это предполагает более выгодный эффект от применения данной пиротехнической основы в искристофорсовых составах в отличие от применения в них коллоксилина.

В таблице приведены сравнительные характеристики работы предлагаемого состава и прототипа.

Сравнительные характеристики работы искристофорсовых составов Показатель Состав Прототип Предлагаемый состав Время горения, с 44-55 230-240 Температура горения, °C 927-1027 600-700 Высота форса искр, мм 400-450 500-520 Высота пламени, мм 50-80 нет Характер горения Форс в виде елочки; характерный запах Форс в виде елочки; без запаха

Предлагаемый состав получают и используют следующим образом.

Экспериментально подобранный активный уголь измельчают и смешивают с аммиачной селитрой и остальными компонентами состава. Из полученного состава прессованием (удельное давление прессования 750-780 кгс/см²) формируют шашки диаметром 20 мм. Масса шашки составляет от 10 до 15 г. Образцы помещают в картонную гильзу высотой 40-45 мм, снабженную соплом диаметром 8 мм.

Отсутствие падающих горящих частиц при горении заявляемого искристофорсового состава, невысокая температура его горения, отсутствие специфичного запаха продуктов сгорания и взрывоопасных компонентов в составе, делает применение и изготовление фонтана безопасным, а форс искр в виде елочки, состоящей из разрывающихся частиц создает красивый зрелищный эффект длительностью более трех минут.

Искристофорсовый состав используется в пиротехнических изделиях - настольных фонтанах для организации увеселительных мероприятий. Состав содержит, мас.%: аммиачная селитра - 82,6±2,0; уголь активный - 6,6±1,0; титан - 4,3±1,0; чугун - 2,5±0,5; уротропин - 4,1+1,0. Состав используется в виде прессованных шашек (удельное давление прессования 750-780 кгс/см²). Характеристики: высота форса искр 520 мм, без пламени, температура горения 600-700°С, форс горящих разрывающихся частиц в виде елочки. Длительность горения двух шашек в картонной гильзе высотой 40-45 мм, снабженной соплом диаметром 8 мм, составляет около четырех минут. Отсутствие падающих горящих частиц при горении заявляемого искристофорсового состава, невысокая температура его горения, отсутствие специфичного запаха продуктов сгорания и взрывоопасных компонентов в составе, делает применение и изготовление фонтана безопасным, а форс искр в виде елочки, состоящей из разрывающихся частиц создает красивый зрелищный эффект длительностью более трех минут. 1 табл.

Пиротехнический искристофорсовый состав для настольных фонтанов, включающий титан, пиротехническую основу и добавки, создающие зрелищный эффект, отличающийся тем, что в качестве добавок используют смесь уротропина с порошком чугуна, а в качестве пиротехнической основы используют смесь аммиачной селитры и активного угля при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аммиачная селитра 82,6±2,0 Уголь активный 6,6±1,0 Титан 4,3±1,0 Чугун 2,5±0,5 Уротропин 4,1±1,0