PL210557B1 - Bezpieczna pirotechniczna mieszanina opóźniająca o stabilnej prędkości palenia - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest bezpieczna pirotechniczna mieszanina opóźniająca o stabilnej prędkości palenia, znajdująca zastosowanie w urządzeniach pirotechnicznych o kontrolowanej zwłoce opóźnienia, m.in. układach spłonkowych, zapalnikach oraz innych urządzeniach o podobnym zastosowaniu i działaniu.

Znane są dotychczas pirotechniczne mieszaniny opóźniające oparte na tlenku bizmutu(lll), krzemie oraz cyrkonie zaproponowane przez Boberga w opisie patentowym US 5,654,520, jednak ze względu na zawartość składników o dużym rozdrobnieniu, utrzymanie stabilnych parametrów palenia jest trudne, ze względu na zakres uzyskiwanych prędkości palenia 10-200 mm/s.

W innym opisie patentowym US 4,915,756 Calsson proponuje ł adunki pirotechniczne zawierające mieszaniny tlenku cyny(IV), tlenku tytanu(IV), boru i cyrkonu o prędkości palenia w zakresie 3-20 mm/s, które w zakresie prędkości do 10 mm/s mogą być przydatne, jednak uzyskanie wyższych prędkości wymaga zastosowania dużej ilości (20-30%) bardzo drogich składników pełniących rolę paliwa, tj. bor cyrkon. W US 4,853,052 Calsson również proponuje zastosowanie w mieszaninie jako utleniaczy: tlenku cyny(IV), tlenku tytanu(IV), jako paliwa: drogiego proszku boru, cyrkonu lub stopu nikiel-cyrkon i lepiszcza stanowiących ładunek opóźniający.

Nowa bezpieczna pirotechniczna mieszanina według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera paliwo w ilości od 5 do 50% o uziarnieniu od 1 do 50 μm, korzystnie od 1 do 30 μm, w postaci krzemu, żelaza, żelazokrzemu oraz kompozycję utleniaczy w ilości od 30 do 90% w postaci nadtlenku baru o uziarnieniu od 1 do 30 μm, korzystnie od 5 do 15 μm, o czystości powyżej 80%, korzystnie powyżej 90% i aktywny modyfikator utleniania w ilości od 0 do 30% o uziarnieniu od 1 do 80 μm, korzystnie 5 do 30 μm, którymi są: tlenek bizmutu(lll), tlenek żelaza(lll), tlenek miedzi(l), tlenek manganu(ll) i (IV) oraz może zawierać dodatki uczulające, którymi są: tlenek krzemu(IV), chlorki lub fluorki metali ziem alkalicznych, tlenek chromu(lll), tlenek wanadu lub flegmatyzujące takie jak: tlenki, siarczany i węglany metali ziem alkalicznych w ilości 0 do 30%. Ponadto może zawierać lepiszcze w ilości od 0 do 5%, korzystnie poniżej 1%, które umożliwia utrzymanie stałego składu mieszaniny, tj. nitroceluloza, karboksymetyloceluloza, estry kwasu akrylowego lub metakrylowego, żywice naturalne, energetyczne lepiszcze polimerowe (PolyNIMMO, PolyGLYN).

Mieszanina według wynalazku charakteryzuje się stabilną prędkością palenia w zakresie od 15 do 40 mm/s, małą wrażliwością na bodźce mechaniczne, tj. tarcie (powyżej 360 N) i uderzenie (powyżej 50 J). Podstawowe składniki masy, tj.: krzem, żelazo, nadtlenek baru, tlenek bizmutu(lll) nie są toksyczne, ani rakotwórcze. Ciśnienie prasowania mieszaniny w zakresie od 200 do 1000 MPa ma niewielki wpływ na prędkość palenia - co jest ewidentną zaletą wynalazku. Ponadto mieszanina charakteryzuje się względnie niską temperaturą spalania (1100 - 1500°C) oraz jest łatwa w użytkowaniu i pali się niezawodnie.

P r z y k ł a d 1

Mieszaninę otrzymano przez zmieszanie na sucho w moździerzu w ciągu 10 minut masy pirotechnicznej o składzie 19,1% Fe; 65,9% BaO2 o czystości 85% i 15,0% Bi2O3. Prędkość spalania masy po zaprasowaniu pod ciśnieniem 125 MPa w tulei aluminiowo-cynkowej o średnicy wewnętrznej 3,3 mm i długości ładunku 8,7 mm wynosiła 22,6 ± 0,2 mm/s.

P r z y k ł a d 2

Mieszaninę otrzymano przez zmieszanie na sucho w mieszalniku typu „TURBULA w ciągu 10 minut masy pirotechnicznej o składzie 20,0% Fe, 59,5% BaO2 o czystości 95% i 20% Bi2O3. Masa zawierała lepiszcze NC w ilości 0,5%. Prędkość spalania masy po zaprasowaniu pod ciśnieniem 125 MPa w tulei aluminiowo-cynkowej o średnicy wewnętrznej 3,3 mm i długości ładunku 8,7 mm wynosiła 24,6 ± 0,2 mm/s.

P r z y k ł a d 3

Mieszaninę otrzymano przez zmieszanie na sucho w planetarnym mieszalniku kulowym typu „FRITSCH w ciągu 15 minut masy pirotechnicznej o składzie 21,2% Fe, 63,8% BaO2 o czystości 93% i 15% Bi2O3. Prędkość spalania masy po zaprasowaniu pod ciśnieniem 300 MPa w tulei aluminiowocynkowej o średnicy wewnętrznej 3,3 mm i długości ładunku 8,7 mm wynosiła 29,2 ± 0,4 mm/s.

P r z y k ł a d 4

Mieszaninę otrzymano przez zmieszanie na sucho w planetarnym mieszalniku kulowym typu „FRITSCH w ciągu 15 minut masy pirotechnicznej o składzie 29,8% Fe, 55,2% BaO2 o czystości 95%

PL 210 557 B1 i 15% Fe2O3. Masa zawierała dodatkowo lepiszcze NC w ilości 0,5% (ponad 100%). Prę dkość spalania masy po zaprasowaniu pod ciśnieniem 300 MPa w tulei aluminiowo-cynkowej o średnicy wewnętrznej 3,3 mm i długości ładunku 30,8 mm wynosiła 31,7 ± 0,3 mm/s.

Claims (4)

1. Bezpieczna pirotechniczna mieszanina opóźniająca o stabilnej prędkości palenia, składająca się z paliwa, kompozycji utleniaczy, znamienna tym, że zawiera paliwo w ilości od 5 do 50% o uziarnieniu od 1 do 50 μm, korzystnie od 1 do 30 Lim, w postaci krzemu, żelaza, żelazokrzemu oraz kompozycję utleniaczy w ilości od 30 do 90% w postaci nadtlenku baru o uziarnieniu od 1 do 30 Lm, korzystnie od 5 do 15 L m, o czystości powyżej 80%, korzystnie powyżej 90% i aktywny modyfikator utleniania w ilości od 0 do 30% o uziarnieniu 1 do 80 L m, korzystnie 5 do 30 L m.

2. Bezpieczna pirotechniczna mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że aktywnym modyfikatorem utleniania jest: Bi2O3, Fe2O3, CU2O, MnO, MnO2.

3. Bezpieczna pirotechniczna mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatki uczulające którymi są: SiO2, chlorki lub fluorki metali ziem alkalicznych, tlenek chromu(III), tlenek wanadu lub flegmatyzujące takie jak: tlenki, siarczany i węglany metali ziem alkalicznych w ilości 0 do 30%.

4. Bezpieczna pirotechniczna mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera lepiszcze w ilości od 0 do 5%, korzystnie poniżej 1%.