close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335484

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 335 484
(13)
C2
(51) МПК
C06D 5/06 (2006.01)
C06B 27/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006138376/02, 30.10.2006
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
30.10.2006
(43) Дата публикации за вки: 10.05.2008
Адрес дл переписки:
607188, Нижегородска обл., г. Саров, пр-кт
Мира, 37, ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ", начальнику
ОПИНТИ
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное унитарное
предпри тие "Российский федеральный
дерный центр - Всероссийский научноисследовательский институт экспериментальной
физики"(ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
2 3 3 5 4 8 4
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 3948700 A, 06.04.1976. US 3960083
A, 01.06.1976. FR 2680166 A1, 12.02.1993. US
6783616 В1, 31.08.2004. US 5565646 A,
15.10.1996. RU 2068831 C1, 10.11.1996. RU
2170223 С1, 10.07.2001.
R U
(45) Опубликовано: 10.10.2008 Бюл. № 28
(72) Автор(ы):
Ярошенко В чеслав Викторович (RU),
Харламов Михаил Владимирович (RU),
Демидов Олег Сергеевич (RU),
Климов Станислав Алексеевич (RU),
Кирюшкин Игорь Николаевич (RU),
Елизарьев Юрий Васильевич (RU),
Селезенев Александр Аркадьевич (RU),
Крекнин Дмитрий Афанасьевич (RU)
2 3 3 5 4 8 4
порошок перхлората кали (30-75 мас.%). Состав
имеет удельное газовыделение 400-832 см 3/г,
способен
создавать
импульс
давлени 3,0?10 6-13,5?10 6 кгс/см 2?с -1, при этом температура
воспламенени состава не более 200°С. 1 табл.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области пиротехники и
может быть использовано в источниках газа,
работающих в импульсном режиме. Предложенный
газообразующий пиротехнический состав содержит
порошок гидрида алюмини (25-70 мас.%) и
Страница: 1
RU
C 2
C 2
(54) ГАЗООБРАЗУЮЩИЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 335 484
(13)
C2
(51) Int. Cl.
C06D 5/06 (2006.01)
C06B 27/00 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006138376/02, 30.10.2006
(24) Effective date for property rights: 30.10.2006
(43) Application published: 10.05.2008
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe unitarnoe
predprijatie "Rossijskij federal'nyj jadernyj
tsentr - Vserossijskij nauchnoissledovatel'skij institut ehksperimental'noj
fiziki"(FGUP "RFJaTs-VNIIEhF") (RU)
pressure pulse of 3.0-10 6ч13.5-10 6 kgf/cm 2 ? c -1,
thus temperature of ignition of powder is not higher
200°C.
EFFECT: increase of gas evolution and decrease
in temperature of ignition.
1 tbl
evolution of 400ч832 cm 3/g, is capable to create
R U
2 3 3 5 4 8 4
(57) Abstract:
FIELD: shooting operations.
SUBSTANCE: offered gas-making pyrotechnic
compound contains an aluminum hydride powder
(25ч70 wt %) and potassium perchlorate powder
(30ч75 wt %). The powder has specific gas
Страница: 2
EN
C 2
C 2
(54) GAS-MAKING PYROTECHNIC COMPOUND
2 3 3 5 4 8 4
Mail address:
607188, Nizhegorodskaja obl., g. Sarov, pr-kt
Mira, 37, FGUP "RFJaTs-VNIIEhF", nachal'niku
OPINTI
R U
(45) Date of publication: 10.10.2008 Bull. 28
(72) Inventor(s):
Jaroshenko Vjacheslav Viktorovich (RU),
Kharlamov Mikhail Vladimirovich (RU),
Demidov Oleg Sergeevich (RU),
Klimov Stanislav Alekseevich (RU),
Kirjushkin Igor' Nikolaevich (RU),
Elizar'ev Jurij Vasil'evich (RU),
Selezenev Aleksandr Arkad'evich (RU),
Kreknin Dmitrij Afanas'evich (RU)
RU 2 335 484 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Изобретение относитс к области пиротехники и может быть использовано в источниках
газа, работающих в импульсном режиме, дл получени смеси газов (в основном,
водорода) высокой температуры и давлени .
Газообразующие составы широко примен ютс в различных технических средствах,
использующих энергию газов дл :
- создани определенного давлени ;
- перемещени исполнительных механизмов;
- наддува топливных емкостей;
- заполнени подушек безопасности и т.д.
В р де случаев дл обеспечени работоспособности технических средств, например
пирорезаков, необходимо создание мощного импульса давлени . Как правило, подобные
импульсы характеризуютс скоростью нарастани давлени и имеют величину пор дка 10 6
кгс/см 2?с -1, что фактически характеризует процесс взрывного превращени состава.
Пиротехнический состав, предназначенный дл создани такого импульса давлени ,
должен иметь следующие характеристики:
- высокое удельное газовыделение;
- способность к быстрому (взрывному) превращению, в том числе и в прессованном
виде;
- работоспособность в интервале температур от минус 50°С до плюс 50°С при
минимальных количествах вещества, ограниченных габаритами конструкции;
- высокую чувствительность к начальному тепловому импульсу (низкую температуру
воспламенени ), поскольку инициирование данных составов зачастую осуществл етс медленногор щими замедлительными составами с низкой температурой горени ;
- низкую гигроскопичность и способность сохран ть свои свойства в течение
требуемого промежутка времени (гарантийного срока издели ).
В литературе имеютс данные о различных веществах (пороха, ПТС), способных
создавать импульс давлени [Вспомогательные системы ракетно-космической техники,
перевод под ред. И.В.Тишунина, М., "МИР", 1970, с.117]. Тем не менее известные
вещества не отвечают всем указанным выше требовани м.
Так, используемый черный (дымный) порох имеет импульс давлени всего 0,021?10 6
кгс/см 2?с -1, что ограничивает его применение. Более высокий импульс давлени имеет
бездымный порох (0,196?10 6 кгс/см 2?с -1), но и этот материал не достаточно эффективен,
особенно в прессованном виде и при отрицательных температурах (вследствие наличи паров воды в продуктах сгорани ).
Еще большей эффективностью по импульсу давлени обладает так называема смесь
50/25/25 фирмы "Дюпон", котора , по-видимому, вл етс пиротехническим составом. В
данном случае импульс давлени составл ет 1,33?10 6 кгс/см 2?с -1. Сведени о рецептуре
данной смеси отсутствуют.
Там же имеютс сведени о составе на основе перхлората аммони и циркони (процентное содержание не приводитс ). При испытани х прессованных образцов из этого
состава был зафиксирован импульс давлени 4,2?10 6 кгс/см 2?с -1. Недостатками данного
состава вл ютс высока гигроскопичность и токсичность перхлората аммони .
Наиболее перспективным, по мнению авторов предлагаемого изобретени , вл етс использование газообразующего пиротехнического состава на основе гидрида алюмини .
Данный материал широко используетс в качестве высокоэнергетической добавки в
твердых ракетных топливах (ТРТ). Например, известен следующий состав ТРТ, мас.%
[патент США №3755019, кл. C06D 5/06, Том 913, №4, 28 августа 1973]:
5ч25
Гидрид алюмини 50
Окислитель, выбираемый из группы, в которую вход т
перхлорат аммони , перхлорат натри , перхлорат кали ,
30ч70
аммиачна селитра, калиева селитра, натриева селитра
Пластифицированна нитроцеллюлоза
Страница: 3
DE
15ч70
RU 2 335 484 C2
5
10
15
20
25
30
В данном случае имеет место сгорание гидрида алюмини до Al2О3 и Н2О, при этом
скорость горени составл ет несколько мм/с (дес тков мм/с).
Наиболее близким по технической сущности вл етс пиротехнический состав с
использованием гидрида алюмини и оксида железа [Патент США №3948700, кл. С06В
23/00, С06В 27/00, 6 апрел 1976]. В данном случае авторы изобретени предлагают
состав дл получени водорода высокой температуры, при этом патентуетс реакци типа:
Fe2O3+2AlH3?2Fe+Al2О3+3Н2.
Данный состав содержит 27,3% мас. AlH3 и 72,7% мас. Fe2О3. Температура реакции
3000°С, удельное газовыделение водорода 300 см 3/г (при нормальных услови х: 0°С, 760
мм рт.ст.).
Дл использовани в качестве газообразующего пиротехнического состава, способного
создавать мощный импульс давлени , данный состав не подходит, т.к. имеет невысокую
скорость горени и не способен к быстрому (взрывному) превращению. Вход щий в состав
окислитель Fe2О3 имеет температуру разложени 1565°С, поэтому данный состав имеет
достаточно высокую температуру воспламенени (не менее 500°С).
Задачей предлагаемого технического решени вл етс значительное повышение
газовыделени состава и придание ему способности к быстрому (взрывному) превращению
в прессованном виде.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретени , следующий:
- удельное газовыделение не менее 400 см 3/г;
- способность создавать импульс давлени не менее 3?10 6 кгс/см 2?с -1 в прессованном
виде;
- работоспособность в составе конструкции в интервале температур от минус 50°С до
плюс 50°С при минимальных количествах вещества (мг);
- температура воспламенени не более 200°С;
- низка гигроскопичность (менее 0,1%) и высока химическа стойкость в течение
длительного срока хранени (не менее 20 лет в составе издели ).
Поставленна задача и технический результат достигаютс за счет того, что известный
газообразующий пиротехнический состав, содержащий в качестве горючего гидрид
алюмини и окислитель, согласно изобретению в качестве окислител содержит перхлорат
кали при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гидрид алюмини 25ч70
Перхлорат кали 30ч75
35
40
45
50
Замена используемого в прототипе окислител Fe2О3 (температура разложени 1565°С) на перхлорат кали (температура разложени 580°С), содержащий в себе гораздо
больший процент кислорода, позволила повысить в составе процентное содержание
гидрида алюмини , что в совокупности привело к значительному повышению удельной
калорийности состава, объему выдел емого водорода и обеспечению способности состава
к взрывному превращению даже в прессованном виде.
Следует отметить, что при горении состава развиваетс весьма высока температура
(не менее 3000°С), в результате чего конденсированные продукты горени (Н2О, KCl)
переход т в парообразное состо ние. Это значительно повышает общий объем
газообразных продуктов реакции при горении состава и способствует повышению импульса
давлени .
Экспериментально подобранное соотношение компонентов позвол ет достигнуть
вышеуказанный технический результат. Экспериментальные и расчетные данные
приведены в таблице. Удельное газовыделение продуктов горени состава приведено дл нормальных условий (0°С, 760 мм рт.ст.).
№ Содержание компонентов, Удельное газовыделение, см 3/г Удельна калорийность, ккал/г Импульс давлени , кгс/см 2?с -1
% мас.
(кДж/г) (расчет)
(расчет)
(эксперим.)
1
KClO4
AlH3
Н2
KCl
Н2O
Суммарное
75
25
75
121
204
400
Страница: 4
2,28 (9,55)
8,0?10 6
RU 2 335 484 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
2
70
30
219
113
116
449
2,34 (9,80)
10,2?10 6
3
63
37
414
102
-
516
2,45 (10,26)
13,5?10 6
4
55
45
504
89
-
593
2,09 (8,75)
13,0?10 6
5
50
50
560
81
-
641
1,89 (7,91)
12,0?10 6
6
40
60
672
64
-
736
1,55 (6,49)
8,2?10 6
7
30
70
784
48
-
832
1,16 (4,85)
3,0?10 6
Горение состава с содержанием гидрида алюмини 37% протекает согласно
следующему уравнению:
3KClO4+8AlH3=3KCl+4Al2O3+12Н2?.
При горении составов с содержанием гидрида алюмини менее 37% мас., продуктами
горени могут быть Н2, Н2О, KCl и Al2О3.
При горении составов с содержанием гидрида алюмини более 37% мас., продуктами
горени могут быть Н2, KCl, Al и Al2О3.
Дл экспериментальной отработки за вл емый состав изготавливалс смешением
порошков:
- гидрид алюмини <10 мкм;
- перхлорат кали <40 мкм.
Дл определени характеристик горени использовались образцы со степенью
уплотнени 0,8ч0,85.
Импульс давлени определ лс сжиганием образцов в герметичной сборке, при этом
определ лось максимальное давление и врем , за которое оно достигалось.
Температура воспламенени состава определ лась по методу ДТА.
Из данных, приведенных в таблице, следует, что удельное газовыделение за вл емого
состава достигает 400ч832 см 3/г, удельна калорийность составл ет 1,16ч2,45 ккал/г.
Наибольшим импульсом давлени обладают составы с содержанием гидрида алюмини 37ч50% мас. Составы с большим содержанием AlH3 имеют большее удельное
газовыделение, но и меньшую удельную калорийность, что приводит к снижению импульса
давлени .
Температура воспламенени за вл емого состава находитс в пределах 180ч190°С.
Многократно проведенные эксперименты подтвердили работоспособность и высокую
надежность работы за вл емого состава во всем диапазоне температур от минус 50°С до
плюс 50°С при минимальной массе состава, составл ющей несколько мг.
Данный состав отличаетс низкой гигроскопичностью (менее 0,1%) и высокой
химической стойкостью на прот жении гарантийного срока хранени издели (не менее 20
лет).
Формула изобретени Газообразующий пиротехнический состав, содержащий в качестве горючего порошок
гидрида алюмини и окислитель, отличающийс тем, что в качестве окислител он
содержит порошок перхлората кали при следующем соотношении компонентов, мас.%:
порошок гидрида алюмини 25ч70
порошок перхлората кали 30ч75
45
50
Страница: 5
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
79 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа