Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно к осветительным составам, включающим нитраты щелочных и щелочноземельных металлов.
Уровень данной области техники характеризует пиротехнический осветительный состав, содержащий (мас. %): 55 нитрат бария и 7 нитрат стронция - окислители, 52 магниевый порошок - металлическое горючее и 3 льняное масло - органическое горючее связующее, описанный в книге А.А. Шидловского Основы пиротехники. М.: «Машиностроение», 1973, с. 149, состав №20.
Указанный состав по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному пиротехническому осветительному составу.
При горении известного состава продукты химического взаимодействия нитрата бария излучают зеленым цветом, а нитрата стронция - красным, что при их взаимодействии сдвигает частоту излучения в сторону светлых тонов видимого диапазона спектра светового излучения за счет интерференции различных волн оптического излучения.
Недостатком известного состава является дефицитность импортного продукта - нитрата стронция (цветопламенной добавки) и экссудация льняного масла при уплотнении состава в заряды, что ограничивает возможность серийного производства.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и технологичности осветительного состава.
Требуемый технический результат достигается тем, что известный пиротехнический осветительный состав, включающий окислитель - нитрат бария, магниевый порошок в качестве металлического горючего и органическое горючее связующее, согласно изобретению содержит в качестве органического горючего связующего 25%-ный раствор канифоли в олифе и криолит в качестве цветопламенной добавки, а также карбонат магния в качестве диспергатора шлаков в волне горения при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили получение требуемых характеристик модифицированного осветительного состава по скорости горения, яркости и спектру оптического излучения видимой области, преимущественно 0,5-0,6 мкм.
Оптимальный количественный состав предложенной смеси компонентов осветительного пиротехнического состава был рассчитан по математической модели планирования эксперимента и проверен испытаниями опытных образцов зарядов, изготовленных при различном массовом соотношении компонентов для определения уровня показателей назначения.
При содержании в пиротехническом составе нитрата бария больше 47 мас. % нет улучшения показателей назначения по яркости и насыщенности светового излучения генерируемых при горении газоаэрозольных продуктов.
При содержании в пиротехническом составе нитрата бария меньше 41 мас. % температура и скорость горения снижается, ухудшая интенсивность и яркость излучения.
При содержании в пиротехническом составе магниевого порошка больше 44 мас. % резко сокращается время функционирования осветительного заряда.
При содержании в пиротехническом составе магниевого порошка меньше 42 мас. % не в полной мере реакционно используются компоненты, в результате чего яркость излучения неудовлетворительная.
Криолит (химическая формула Na3AIF6), при горении состава смещает спектр излучения монохромным зеленым цветом нитрата бария к ярко белому, что увеличивает светимость и яркость пламени факела.
При содержании в пиротехническом осветительном составе криолита меньше 4 мас. % не обеспечиваются заданные параметры светового излучения.
Содержание в пиротехническом осветительном составе криолита больше 5 мас. % является балластным, так как этот малоактивный компонент тормозит горение состава, при котором не обеспечивается в полном объеме генерирование твердых излучающих частиц дисперсной фазы (AIN3, NaF, MgO).
Смесь раствора канифоли в олифе с карбонатом магния образует вяжущую композицию, которая обеспечивает цементацию состава и каркасность зарядов из него.
При содержании в пиротехническом составе карбоната магния меньше 3 мас. % образуется недостаточный объем генерируемого диоксида углерода для полного диспергирования излучающих твердых частиц в газоаэрозольной фазе, в которой наблюдается дефицит MgO, окрашивающий пламя ярким белым цветом.
Содержание в составе карбоната магния больше 5 мас. % является балластным.
При введении в пиротехнический состав раствора канифоли в олифе меньше 4 мас. % не обеспечиваются технологические параметры состава.
При введении в пиротехнический состав раствора канифоли в олифе больше 5 мас. % нет заметного улучшения каркасности и прочностных характеристик зарядов.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
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 неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления пиротехнического осветительного состава можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.
Количественное соотношение компонентов предложенного светового пиротехнического состава было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и нашло подтверждение по результатам опытной проверки функционирования зарядов по назначению: достижению максимальной силы света факела при горении зарядов, компоненты которых содержатся в пределах выбранных диапазонов.
Характерные составы для испытаний, в которых компоненты содержатся в предложенных диапазонах массового соотношения, за пределами оптимизированных диапазонов и в границах количественного содержания компонентов по изобретению, представлены в Таблице.
Результаты испытаний зарядов из предложенной композиции показали, что составы 2-4 гарантированно обеспечивают заданные параметры показателей основного назначения, концентрации генерируемого дыма, его кроющей способности и технологических свойств состава для приготовления и переработки в серийном производстве.
Состав 1 горит с низкой скоростью, что тормозит генерирование излучающего форса пламени, светимость и яркость которого неудовлетворительны по условиям эксплуатационных требований.
Состав 5 характеризуется недостаточной яркостью оптического излучения, сила света которого падает, при этом ухудшаются технологические свойства композиции и служебные характеристики зарядов из нее.
Приготавливается предложенный осветительный состав по обычной технологии пиротехнического производства смешиванием компонентов в промышленном смесителе.
В смеситель загружают 43±2 мас. % нитрата бария, 43±1 мас. % магниевого порошка, 4±1 мас. % карбоната магния и 4,5±0,5 мас. % криолита, после чего перемешивают в течение 10-15 минут для достижения равномерного распределения компонентов в объеме.
Затем в смеситель добавляют предварительно приготовленный 25%-ный раствор канифоли в олифе в количестве 4,5±0,5 мас. % и перемешивают в течение 5-7 минут, в результате чего сухие порошки равномерно покрываются тонкой пленкой связующего.
Полученную композицию, которая автоматически объемно дозируется, далее направляют на уплотнение в заряды прессованием.
Пиротехнический состав по настоящему изобретению технологичен для серийного производства осветительных зарядов для поставки заказчикам.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ | 2016 |
|
RU2618075C1 |
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ | 2015 |
|
RU2611872C2 |
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ | 2015 |
|
RU2602134C1 |
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ | 2013 |
|
RU2545291C1 |
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ БЕЛОГО СИГНАЛЬНОГО ОГНЯ | 2011 |
|
RU2462443C1 |
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ КРАСНОГО СИГНАЛЬНОГО ОГНЯ | 2013 |
|
RU2540626C1 |
ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ | 2016 |
|
RU2630555C1 |
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ФЕЙЕРВЕРОЧНЫЙ СОСТАВ | 2012 |
|
RU2501777C1 |
ИСКРОФОРСОВЫЙ СОСТАВ ЗЕЛЁНОГО ОГНЯ ДЛЯ ФЕЙЕРВЕРКА | 2014 |
|
RU2542314C1 |
Состав цветного огня и способ его изготовления | 2017 |
|
RU2690467C2 |
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к осветительным составам. Пиротехнический осветительный состав включает, мас. %: окислитель - нитрат бария 41-47, магниевый порошок 42-44 в качестве металлического горючего, в качестве органического горючего 25%-ный раствор канифоли в олифе 4-5 и криолит 4-5 в качестве цветопламенной добавки, а также карбонат магния 3-5 в качестве диспергатора шлаков в волне горения. Изобретение обеспечивает получение высоких характеристик осветительного состава по скорости горения, яркости и спектру оптического излучения видимой области, преимущественно 0,5-0,6 мкм. 1 табл., 5 пр.
Пиротехнический осветительный состав, включающий окислитель - нитрат бария, магниевый порошок в качестве металлического горючего и органическое горючее связующее, отличающийся тем, что содержит криолит в качестве цветопламенной добавки, карбонат магния в качестве диспергатора шлаков в волне горения, а в качестве органического горючего связующего содержит 25%-ный раствор канифоли в олифе при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Выпрямительное устройство | 1951 |
|
SU96231A1 |
RU 2011113525 А, 27.10.2012 | |||
Установка для производства протеинового концентрата из сока зеленых растений | 1985 |
|
SU1284499A1 |
Цифровой частотный модулятор | 1981 |
|
SU1084944A1 |
CN 102910995 A, 06.02.2013 | |||
БЫСТРОВ И.В.КРАТКИЙ КУРС ПИРОТЕХНИКИ, Москва, ОБОРОНГИЗ, 1940, с.75-76. |
Авторы
Даты
2016-02-10—Публикация
2013-12-26—Подача