PL210558B1

PL210558B1 - Bezpieczna pirotechniczna mieszanina opóźniająca o stabilnej prędkości palenia

Info

Publication number: PL210558B1
Application number: PL386003A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Wojewódka; Ewelina Misztal; Jacek Misztal; Janusz Bełzowski; Karol Kożuch
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2012-02-29
Also published as: PL386003A1

Description

Opis wynalazku

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 i powtarzalnych parametrów palenia jest trudne, ze względu na zakres uzyskiwanych prędkości palenia 10-200 mm/s. Inny opis patentowy Boberga: US 4,419,153 opisuje mieszaniny do ładunków pirotechnicznych zawierające głównie tlenek bizmutu(lll), tlenek cyny(IV), antymon oraz drogie paliwa jak bor i cyrkon, których prędkość palenia nie przekraczała 11 mm/s. W innym opisie patentowym US 4,915,756 Calsson proponuje ładunki 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 i 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 pasywny modyfikator utleniania w ilości od 0 do 30% o uziarnieniu od 1 do 80 μm, korzystnie 5 do 30 μm, którymi są: tlenek cyny(IV), tlenek tytanu(IV), tlenek glinu(lll), tlenek molibdenu(VI) lub tlenek cynku(II) 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 5 do 15 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 mieszalniku typu „TURBULA w ciągu 10 minut, masy pirotechnicznej o składzie:20,0% Fe; 59,5% BaO2 o czystości 95% i 20,0% SnO2. Masa zawierała dodatek lepiszcza NC w ilości 0,5%. Prędkość spalania masy po zaprasowaniu pod ciśnieniem 500 MPa w tulei aluminiowo-cynkowej o średnicy wewnętrznej 3,3 mm i długości ładunku 8,7 mm wynosiła 8,4 ± 0,05 mm/s.

P r z y k ł a d 2

Mieszaninę otrzymano przez zmieszanie na sucho w planetarnym mieszalniku kulowym typu „FRITSCH w ciągu 15 minut, masy pirotechnicznej o składzie: 25,0% Fe, 59,5% BaO2 o czystości 95% i 15% ZnO. Masa zawierała lepiszcze NC w ilości 0,5%. Prędkość spalania masy po zaprasowaniu pod ciśnieniem 300 MPa w tulei aluminiowo-cynkowej o średnicy wewnętrznej 3,3 mm i długości ładunku 8,7 mm wynosiła 12,2 ± 0,08 mm/s.

Claims

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 uziarPL 210 558 B1 nieniu 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 pasywny modyfikator utleniania w ilości od 0 do 30% o uziarnieniu 1 do 80 μm, korzystnie 5 do 30 μm.

2. Bezpieczna pirotechniczna mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że pasywnym modyfikatorem utleniania jest: SnO2, TiO2, AI2O3, MoO3, ZnO.

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%.