Пиротехнический замедлительный состав

 

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим составам для снаряжения замедлительных узлов средств инициирования при проведении взрывных работ в горнорудной и угледобывающей отраслях промышленности. Согласно изобретению пиротехнический замедлительный состав для замедлительных узлов средств инициирования содержит горючее - фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-2М, регулятор скорости горения, связующее и по меньшей мере один кислородсодержащий окислитель. Изобретение направлено на создание пиротехнического замедлительного состава со стабильной и воспроизводимой малой скоростью горения с минимальным разбросом в замедлительных узлах средств инициирования в условиях теплоотвода. 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно к пиротехническим составам для снаряжения замедлительных узлов средств инициирования, и предназначено для обеспечения требуемого времени замедления с высокой степенью точности при проведении взрывных работ в горнорудной и угледобывающей отраслях промышленности.

Известны пиротехнические замедлительные составы, используемые в качестве замедлительных в различных устройствах с замедлением времени срабатывания. Дымный ружейный порох, запрессованный в оболочку, является первым замедлительным составом. Недостатки черного пороха - его гигроскопичность и сильная зависимость скорости горения от давления и начальной температуры [1].

Известны замедлительные составы кремний - свинцовый сурик [2]. Недостатком этих составов является образование при горении пузырей паров металлического свинца, приводившие к отказам в работе изделий.

Известны пиротехнические замедлительные составы на основе марганца, хромовокислого бария и хромовокислого свинца [3]. Недостатком этих составов является значительная скорость горения (до 12 мм/с), а также склонность порошка марганца к окислению в присутствии влаги, что является причиной значительного разброса характеристик горения после хранения состава.

Известны замедлительные составы [4] на основе вольфрама, хромовокислого бария, перхлората калия. Недостатками данных составов является нестабильность их горения в узких каналах, а также резкое возрастание их скорости горения (в 3-4 раза) в обтюрированных конструкциях замедлительных узлов.

Известен пиротехнический состав [5], содержащий фторполимер, мас.%: Mg 60, политетрафторэтилен 40.

Наиболее близким к настоящему изобретению техническим решением является пиротехнический состав, содержащий фторсодержащий органический полимер (фторопласт Ф-4Д) в качестве окислителя [6] следующей рецептуры, мас.%: Mg 32,7, фторопласт Ф-4Д 67,3.

Недостатками состава-прототипа являются высокая скорость горения (2,5 мм/с), а также нестабильность скорости горения в условиях обтюрированных замедлительных узлов, приводящая к срыву послойного горения состава.

Задачей настоящего изобретения является создание замедлительного пиротехнического состава со стабильной и воспроизводимой малой скоростью горения с минимальным разбросом в замедлительных узлах средств инициирования в условиях интенсивного теплоотвода (теплопотерь).

Для достижения указанной технической задачи в предлагаемом пиротехническом замедлительном составе использованы фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-2М в качестве горючего, один или несколько кислородсодержащих окислителей, регулятор скорости горения и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторопласт Ф-2М - 3-10 Регулятор скорости горения - 1,0-8 Связующее - 0,2-4 Один или несколько кислородсодержащих окислителей - Остальное В качестве основного окислителя в предлагаемом составе использован, например, хромовокислый свинец, для стабилизации скорости горения состава в условиях интенсивных теплопотерь использован, например, окислитель - стабилизатор горения - окись свинца, в качестве регулятора скорости горения используется, например, хлорнокислый калий или фтористый свинец, в качестве связующего могут быть использованы коллоксилин, или этилцеллюлоза, или фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-42Л, при следующем содержании компонентов: фторопласт Ф-2М (3-10 мас.%), регулятор скорости горения (1-8 мас. %), связующее (0,2-4,0 мас.%), окись свинца (5-40 мас.%), хромовокислый свинец (остальное).

Предлагаемое изобретение позволяет получать замедлительный состав со стабильно воспроизводимой малой скоростью горения (0,4-2,5 мм/с) и небольшим разбросом скорости горения (до 6%) для замедлительных узлов средств инициирования.

Предлагаемый состав может быть приготовлен в смесительном оборудовании любого типа по технологии, общепринятой в пиротехнике. Все используемые компоненты применяют в порошкообразном виде. Хромовокислый свинец предварительно сушится и протирается через шелковое сито 61. Окись свинца используется измельченной до удельной поверхности 2500-3000 см/г², хлорнокислый калий - до удельной поверхности 3600 см²/г. Связующее (коллоксилин, этилцеллюлоза или фторопласт Ф-42Л) вводится в смесь в виде раствора в ацетоне или бутилацетате (или их смеси) в требуемой концентрации.

Для проведения сравнительных с составом-прототипом испытаний были изготовлены образцы предлагаемого состава, содержание компонентов в которых и результаты испытаний представлены в таблице. Приведенные в таблице характеристики определены на прессованных при давлении 250 МПа образцах состава в устройствах инициирования с замедлением СИНВ-Ш, испытанных на воздухе при 20^oС и в условиях интенсивного теплообмена (теплопотерь) в водном солевом растворе при -20^oС.

Результаты сравнительных испытаний заявляемого состава и состава-прототипа показывают, что скорость горения заявляемого состава значительно ниже, чем состава-прототипа. Выбранное соотношение компонентов в предлагаемом составе обеспечивает оптимальное сочетание этих характеристик, и состав надежно работает в условиях интенсивных теплопотерь.

Использование в качестве регулятора скорости горения ряда других компонентов: хлористого свинца, хлористого калия, хлористого кальция, хлористого бария, фтористого натрия, криолита и кремнефтористого натрия, в качестве кислородсодержащих окислителей таких компонентов, как хромовокислый барий, хромовокислый кальций, двуокись свинца, свинцовый сурик, а в качестве связующего канифоли, резината кальция, декстрина, поливинилового спирта, абиетиновой кислоты позволило создать замедлительные составы с техническими характеристиками, аналогичными приведенным в таблице.

Именно предлагаемое сочетание компонентов решает задачу создания замедлительного пиротехнического состава со стабильной и воспроизводимой малой скоростью с минимальным разбросом скорости горения.

Источники информации 1. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. Под ред. И.В.Тишунина. М.: "Мир", 1970, стр.44.

2. Там же, стр.294.

3. Там же, стр.45.

4. Патенты США 3028229 (опубл. 03.04.62); 3701697 (опубл. 31.10.72); 3726730 (опубл. 10.04.73).

5. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. Под ред. И.В.Тишунина. М.: "Мир", 1970, стр.42.

6. А.А.Шидловский, В.В.Горбунов. ФГВ. 1978, 14, 1, стр. 157.

Формула изобретения

1. Пиротехнический замедлительный состав для замедлительных узлов средств инициирования, включающий окислитель и горючее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит регулятор скорости горения и связующее, по меньшей мере один кислородсодержащий окислитель, а в качестве горючего - фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-2М при следующем соотношении компонентов, мас. %: Фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-2М - 3-10 Регулятор скорости горения - 1-8
Связующее - 0,2-4,0
По меньшей мере один кислородсодержащий окислитель - Остальное
2. Пиротехнический замедлительный состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего окислителя он содержит хромовокислый свинец.

3. Пиротехнический замедлительный состав по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве регулятора скорости горения он содержит хлорно-кислый калий.

4. Пиротехнический замедлительный состав по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве регулятора скорости горения он содержит фтористый свинец.

5. Пиротехнический замедлительный состав по пп. 1, 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащих окислителей он содержит окись свинца и хромовокислый свинец при следующем содержании компонентов, мас. %:
Фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-2М - 3-10
Регулятор скорости горения - 1-8
Связующее - 0,2-4,0
Окись свинца - 5-40
Хромовокислый свинец - Остальное
при этом окись свинца является стабилизатором горения.

6. Пиротехнический замедлительный состав по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит коллоксилин или этилцеллюлозу.

7. Пиротехнический замедлительный состав по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-42Л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2