Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока

Изобретение относится к малогазовым средствам обогрева тепловой батареи, а именно к пиротехническим нагревателям, используемым для разогрева тепловых химических источников тока. Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока в виде таблетки содержит, мас.%: железо 67-85, перхлорат калия 10-18, молибден 5-15. Средний размер частиц порошка молибдена составляет 1,9-2,0 мкм. Таблетка выполнена толщиной 0,86-0,91 мм. Изобретение позволяет повысить скорость горения пиротехнической смеси до уровня более 10 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм. 3 табл.

 

Изобретение относится к малогазовым средствам обогрева тепловой батареи, а именно к пиротехническим нагревателям, используемым для разогрева тепловых химических источников тока.

Известна пиротехническая смесь для нагревателя тепловых батарей из порошков железа и перхлората калия с содержанием железа 84-90 масс. % (Патент США N4044192, кл. 429-112, 1977). Пиротехнические нагреватели, изготовленные прессованием такой смеси, имеют форму круглых пластин (у нас - тепловая таблетка) с диаметром, равным диаметру электрохимического элемента.

Недостатком состава пиротехнической смеси является скорость горения до 9 см/с при критической толщине 0,9 мм тепловой таблетки, что ограничивает время активации теплового химического источника тока.

Известна пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока (Патент RU №2091917, МПК Н01М 6/36, опубликовано 27.09.1997 принята за прототип), содержащая железо и перхлорат калия, содержащая, масс. %: молибден 5-15, перхлорат калия 10-18, железо 67-85, дающая возможность увеличить скорость горения до 29 см/с при толщине тепловой таблетки менее 0,2 мм.

Недостатком данного состава является низкая скорость горения, 6-9 см/с при толщине 0,7-0,9 мм, которая необходима для обеспечения требуемого тепловыделения в тепловых батареях повышенной мощности.

Современный уровень техники в области пиротехнических смесей тепловых химических источников тока не содержит технических решений, позволяющих достигать скорости горения свыше 10 см/с при толщине тепловой таблетки 0,7-0,9 мм, что ограничивает время активации и работы тепловой батареи.

Задачей настоящего изобретения является разработка состава пиротехнической смеси, обеспечивающей снижение времени активации тепловой батареи при требуемом уровне времени работы.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости горения пиротехнической смеси до уровня более 10 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм.

Указанный технический результат достигается составом предлагаемой пиротехнической смеси. Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока содержит, масс. %: железо 67-85, перхлорат калия 10-18, молибден 5-15, причем средний размер частиц порошка молибдена составляет 1,9-2,0 мкм.

Порошки молибдена широко применяются в различных областях техники. Известен промышленно производимый порошок молибденовый восстановленный со средним размером частиц 2-4,5 мкм, применяемый для производства спеченных и деформируемых полуфабрикатов и изделий, а также в качестве катализатора, например, комплексного высокоэффективного молибденового катализатора эпоксидирования олефинов в производстве полипропилена (http://www.polema.net/molibden-poroshok.html). Учитывая каталитическую роль молибдена в процессе окисления (горения) порошка железа перхлоратом калия, снижение среднего размера частиц молибдена является эффективным способом увеличения скорости горения, поскольку при этом увеличивается поверхность контакта частиц порошка железа, кристаллитов окислителя и катализирующего этот процесс молибдена. Кроме того увеличение дисперсности молибденового порошка значительно увеличивает его каталитическую активность, снижает температуру воспламенения смеси, что приводит к снижению времени активации теплового химического источника тока. Достижение среднего размера 1,9-2,0 мкм происходит при размоле крупносерийного порошка молибдена со средним размером частиц 3-6 мкм на планетарной мельнице с последующим отделением фракции 1,9-2.0 мкм на ситах. Достижение скорости горения более 10 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм позволяет сочетать быструю активацию теплового химического источника тока с большим количеством тепла, выделяющимся при горении нагревателя, что увеличивает время работы тепловой батареи.

Пример использования пиротехнической смеси.

Для сравнительных испытаний пиротехнической смеси были изготовлены пиротехнические нагреватели в виде тепловых таблеток толщиной и составом, приведенными в таблицах 1, 2, 3.

Компоненты пиротехнической смеси подвергали сухому смешиванию, из полученной смеси изготавливали пиротехнические нагреватели толщинами, указанными в таблицах 1, 2, 3 и определяли скорость горения на установке определения времени горения тепловых таблеток.

В таблице 1 приведены составы пиротехнических смесей с порошком молибдена, имеющим средний размер частиц 4 мкм и их скорости горения.

В таблице 2 приведены составы пиротехнических смесей с порошком молибдена, имеющим средний размер частиц 2 мкм и их скорости горения

В таблице 3 приведены составы пиротехнических смесей с порошками молибдена с различным средним размером частиц и их скорости горения.

Как видно из приведенных таблиц пиротехническая смесь с содержанием, масс. %: молибден - 15, перхлорат калия - 14, железо - 71 позволяет достигать скорости горения 16,9-17,7 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм, что превышает лучший вариант прототипа в 1,88-1,96 раза. Испытания данного состава в тепловом химическом источнике тока показали, что время активации снижается в 2,22-2,27 раза при том же времени работы, что и для прототипа.

Таким образом, технический результат изобретения достигается за счет существенного признака, среднего размера частиц молибдена.

Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока в виде таблетки, содержащая, мас.%: железо 67-85, перхлорат калия 10-18, молибден 5-15, отличающаяся тем, что таблетка выполнена толщиной 0,86-0,91 мм, а средний размер частиц порошка молибдена составляет 1,9-2,0 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к резервным химическим источникам тока, и может быть использовано для изготовления теплового химического источника тока (ТХИТ) для питания приборов и систем электрической энергией. Энергоемкий ТХИТ содержит блок электрохимических элементов (ЭХЭ) в корпусе с теплоизоляцией, размещенный в стальном цилиндрическом корпусе, выполненном из нескольких частей и со сформированными в них ребрами, с разнополюсными выводами, при этом содержит в своем составе увеличенное количество в 1,5-2 раза ЭХЭ, по меньшей мере, один горизонтальный фиксатор (упор), выполненный в виде диска с выступающими за его контур стопорящими по меньшей мере 3 выступами, упирающимися на внутреннюю поверхность ребер корпуса блока ЭХЭ, что обеспечивает промежуточное поджатие каждой дополнительной группы ЭХЭ, образующей блок.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тепловым химическим источникам тока (ТХИТ), которые могут быть использованы в качестве автономных резервных источников питания с повышенным ресурсом работы, активируемых от внешнего источника тепла. Батарея содержит герметичный металлический корпус, внутри которого на центральном изолированном стягивающем стержне собраны последовательно и установлены вертикально в блоке первичные электрохимические элементы, каждый из которых содержит анодный и катодный полуэлементы, состоящие из активной массы соответствующего электродного материала, запрессованного в чашеобразный металлический корпус.

Изобретение относится к изготовлению компонентов электрохимического элемента для тепловых химических источников тока (ТХИТ) и используемой оснастке. Порошкообразный материал порциями засыпают в полость цилиндрической матрицы, прессуют путем перемещения подвижного пуансона, передающего усилие на формуемую порошкообразную массу.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к тепловой батарее, содержащей блок электрохимических элементов, снабженных твердыми слоями анода, катода и расположенного между ними электролита, ограниченных с внешней стороны корпусом с теплоизоляцией. Блок электрохимических элементов размещен в цилиндрическом корпусе из нержавеющей стали с крышкой и токовыводами батареи, при этом с внутренних боковых и торцевых сторон корпуса выполнены слои изоляции, а между электрохимическими элементами введены твердые слои нагревательных элементов, между которыми размещены токоотводы.

Изобретение относится к технологии изготовления электролитов для тепловых (твердотельных) химических источников тока (ТХИТ) и может быть использовано для получения электролитов на основе соединений лития. Согласно изобретению электролитная масса для ТХИТ содержит смесь галогенидов лития и загустителя, при этом в составе смеси галогенидов лития содержится трехкомпонентная смесь солей Li (Cl, Br, F), а в качестве загустителя - высокодисперсный порошок γ-LiAlO2 при следующем соотношении ингредиентов, % масс.: Li(Cl,Br,F) 45-55, γ-LiAlO2 - остальное.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно, к резервным химическим источникам тока в широком диапазоне начальных температур и устойчивым к механическим нагрузкам. Тепловой источник тока содержит электровоспламенитель, смонтированный на токопроводящей печатной плате, закрепленной на крышке термоизолированного корпуса, внутри которого установлен и зафиксирован блок электрохимических элементов, выполненных в виде последовательно соединенных дисковых пиронагревателей, имеющих анодную и катодную пластины, примыкающие к продольным огнепроводящим лентам, при этом электровоспламенитель выполнен в виде мостика накаливания, связанного с печатной платой через контактные площадки, и помещен внутри воспламенительного заряда, заполняющего осевой канал, покрытый продольными огнепроводящими лентами.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции энергоемкой тепловой батареи, и может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Техническим результатом изобретения является повышение энергоемкости и устойчивости тепловой батареи к внешним механическим воздействиям.

Изобретение относится к изготовлению тонких пиротехнических нагревателей (пиронагревателей) для тепловых (разогревных) и пиротехнических источников тока. Перед применением асбест прокаливают при температуре от 390 до 450°С не менее 2 ч, выдерживают при комнатной температуре, а затем проводят распушивание асбеста путем измельчения и расчесывания на волокна в водной суспензии с концентрацией 0,2-3% после предварительной выдержки его в воде не менее 30 мин, после чего обезвоживают и высушивают заготовку.

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке расплавляемых электролитов для химических источников тока на основе солей лития и рубидия. Расплавляемый электролит для химического источника тока включает хлорид лития и хлорид рубидия, в качестве дополнительного компонента взят хромат лития, при следующем соотношении компонентов, мас.
Изобретение относится к электротехнике. Способ изготовления гибкой тепловой изоляции путем осаждения водной суспензии компонентов твердой фазы (хризотиловый асбест и порошок дихром триоксида (Сr2O3) заключается в приготовлении твердой фазы (Т), для этого хризотиловый асбест проходит гидромеханическое расчесывание, после чего упомянутые компоненты берут по массе: гидромеханически расчесанный хризотиловый асбест 75±1%, порошок дихром триоксида (Сr2O3) 25±1%, растворяют в воде (Ж) при отношении масс Τ:Ж как 1:1000 и осаждают на поверхность фильтровального материала из расчета 0,003 г/см2 сухого вещества.

Изобретение относится к пиротехническому гранулированному составу белого огня. Пиротехнический состав включает калий хлорнокислый, хлорпарафин ХП-66Т, меди (II) оксид и в качестве органического горючего связующего идитол, который вводится в форме раствора фенолоформальдегидной смолы в этиловом спирте, металлическое горючее - порошок алюминиево-магниевого сплава и технологическую добавку - графит пиротехнический.
Наверх