RU2497786C1

RU2497786C1 - Method of obtaining spherical gunpowder for small arms

Info

Publication number: RU2497786C1
Application number: RU2012108393/05A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Староверов; Роза Фатыховна Гатина; Алексей Ильич Хацринов; Суфия Махмутовна Абдулкаюмова; Елена Ивановна Староверова; Виталий Александрович Староверов; Юрий Михайлович Михайлов; Айгуль Равилевна Имамиева; Эльмира Мансуровна Зарипова
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-11-10
Also published as: RU2012108393A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to field of obtaining spherical gunpowders for small arms. Method of obtaining spherical gunpowder includes obtaining gunpowder varnish in reactor, its dispersion to spherical particles, dehydration and distillation of ethylacetate from spherical gunpowder with following ablution, sorting and drying, water-gunpowder suspension from pressure vessel is supplied by sector supplier on wet two-stage sorting into internal screw part of revolving drum, installed at angle 1°- 5° with respect to horizontal axis of gunpowder movement. Meshes, with size No 0.10; 0.15; 0.20; 0.40; 0.56; 0.63 and 0.70, ensuring obtaining specified fractional composition of gunpowder depending on its purpose, are placed on the surface of screw part of drum. From above drum is irrigated by water under pressure 1-2 kgf/cm² through centrifugal jets.

EFFECT: invention ensures separation of obtained in reactor spherical gunpowder in wet sorting by strictly specified sizes of gunpowder elements, which ensure stable ballistic characteristics in specified cartridge.

1 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.The invention relates to the field of production of spherical powders (TFP) for small arms.

В патентах США [№2843584, №3378545] предложены способы получения СФП для стрелкового оружия, заключающиеся в измельчении мелкозерненого пироксилинового пороха в водной среде с последующим растворением в этилацетате, диспергировании порохового лака в присутствии эмульгаторов, обезвоживании сферических частиц сернокислым натрием, с последующей отгонкой растворителя из них. Недостатком известных способов является то, что полученный СФП не обеспечивает баллистические характеристики под заданные патроны.US patents [No. 2843584, No. 3378545] propose methods for producing TFP for small arms, which include grinding fine-grained pyroxylin powder in an aqueous medium, followed by dissolving in ethyl acetate, dispersing the powder varnish in the presence of emulsifiers, and dehydrating the spherical particles with sodium sulfate, followed by solvent of them. A disadvantage of the known methods is that the obtained TFP does not provide ballistic characteristics for given cartridges.

Наиболее близким техническим решением является способ получения СФП для 5,6 мм спортивного патрона [патент РФ №1806462, С06В 21/00] - прототип, который включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду (воду), находящуюся в реакторе, формирование пороховых элементов, заливку отработанного, отсепарированного этилацетата (ЭА) с предыдущей операции и чистый ЭА, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку ЭА под вакуумом, собранный ЭА сепарируют, отстоявшуюся часть сливают в канализацию. Полученный порох из реактора сливают в промывную емкость, где проводится его промывка от защитного коллоида и сернокислого натрия. Промытый в промывной емкости СФП подают массонасосом в напорную емкость, откуда секторным питателем водно-пороховую суспензию подают на мокрую сортировку и далее порох направляется на флегматизацию и сушку. Недостатком известного способа получения СФП является неполное разделение СФП по фракциям на сетках мокрой сортировки.The closest technical solution is the method of producing TFP for a 5.6 mm sports cartridge [RF patent No. 1806462, C06B 21/00] - a prototype that includes loading the powder mass into the dispersion medium (water) in the reactor, the formation of powder elements, filling spent, separated ethyl acetate (EA) from the previous operation and pure EA, preparation of powder varnish, dispersion of it onto spherical particles, their dehydration with sodium sulfate, and distillation of EA under vacuum, the collected EA is separated, the settled part with poured into the sewer. The resulting powder from the reactor is poured into a washing tank, where it is washed from a protective colloid and sodium sulfate. The TFP washed in the washing tank is fed by the mass pump to the pressure tank, from where the water-powder suspension is fed to the wet sorting sector, and then the powder is sent to phlegmatization and drying. A disadvantage of the known method for producing TFP is the incomplete separation of TFP into fractions on wet sorting grids.

Целью изобретения является обеспечение разделения полученного в реакторе сферического пороха при мокрой сортировке по строго заданным размерам пороховых элементов, обеспечивающих стабильные баллистические характеристики в заданном патроне.The aim of the invention is to ensure the separation obtained in the reactor of spherical powder during wet sorting according to strictly specified dimensions of the powder elements, providing stable ballistic characteristics in a given cartridge.

Поставленная цель достигается в способе получения сферического пороха, включающем получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из сферического пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой тем, что водно-пороховая суспензия с концентрацией пороха 25…30 мас.% из напорной емкости секторным питателем с производительностью 100…200 кг/час в пересчете на сухой вес пороха подается на мокрую двухкаскадную сортировку во внутреннюю шнековую часть вращающегося барабана диаметром 600 мм и длиной 10 диаметров барабана с частотой вращения 3,0…7,5 об/мин. Вращающийся барабан устанавливают под углом от 1° до 5° относительно горизонтальной оси движения СФП, с поверхности шнековой части барабана устанавливают сетки с размером №0,10; 0,15; 0,20; 0,40; 0,56; 0,63 и 0,70, которые обеспечивают получение заданного фракционного состава пороха в зависимости от его назначения, для обеспечения качества разделения СФП вращающийся барабан по его длине сверху орошают водой под давлением 1…2 кгс/см² через центробежные форсунки с производительностью подачи воды 18…20 м³/час.The goal is achieved in a method for producing spherical powder, which includes obtaining powder varnish in a reactor, dispersing it onto spherical particles, dehydrating and distilling ethyl acetate from spherical powder, followed by washing, sorting and drying with a water-powder suspension with a powder concentration of 25 ... 30 wt. .% of the pressure vessel with a sector feeder with a capacity of 100 ... 200 kg / hour, calculated on the dry weight of the powder, is fed to the wet two-stage sorting into the internal screw part of the rotating drum 600 mm diameter and 10 barrel diameters in length at a speed of 3.0 ... 7.5 rev / min. The rotating drum is installed at an angle from 1 ° to 5 ° relative to the horizontal axis of the TFP movement; nets with a size of 0.10 are installed from the surface of the screw part of the drum; 0.15; 0.20; 0.40; 0.56; 0.63 and 0.70, which provide a given fractional composition of the powder, depending on its purpose, to ensure the quality of separation of the TFP, the rotating drum along its length is sprayed with water at a pressure of 1 ... 2 kgf / cm ² through centrifugal nozzles with a water feed rate 18 ... 20 m ³ / hour.

Разработанная авторами технологическая схема мокрой сортировки СФП показана на чертеже, где из напорной емкости поз Л приготовленная водно-пороховая суспензия при перемешивании, с концентрацией пороха в водной среде 25…30 мас.%, секторным питателем поз.2 подается во внутреннюю полость вращающегося шнекового барабана поз.3 со скоростью 3,0…7,5 об/мин. Вращающийся барабан в верхней части орошается водой через центробежные форсунки с расходом воды 18…20 м³/час под давлением 1…2 кгс/см². С верхнего барабана отделяется мелкая фракция пороха и направляется в сборник возвратно-технологических отходов (ВТО) поз.4, годная фракция с размером пороховых частиц 0,20…0,40 мм поступает в сборник готового продукта поз.5. С нижнего барабана отбирается годная фракция пороха с размером пороховых частиц 0,40…0,70 мм и направляется в сборник готового продукта. Крупная фракция пороха с размером пороховых частиц более 0,70 мм направляется в сборник ВТО. Из сборника готового пороха СФП направляется на фазу флегматизации или на фазу сушки в зависимости от назначения СФП, а крупная и мелкая фракция пороха направляется в реактор формирования в качестве ВТО.The technological scheme of wet sorting of TFP developed by the authors is shown in the drawing, where a prepared water-powder suspension is mixed with a powder concentration in the aqueous medium of 25 ... 30 wt% from a pressure vessel of poses P, with a sector feeder pos. 2 fed into the internal cavity of a rotating screw drum pos. 3 with a speed of 3.0 ... 7.5 rpm The rotating drum in the upper part is irrigated with water through centrifugal nozzles with a water flow rate of 18 ... 20 m ³ / h under a pressure of 1 ... 2 kgf / cm ² . A fine fraction of gunpowder is separated from the upper drum and sent to the collection of return-technological waste (WTO) item 4, the suitable fraction with a powder particle size of 0.20 ... 0.40 mm enters the collection of the finished product item 5. A suitable fraction of gunpowder with a powder particle size of 0.40 ... 0.70 mm is taken from the lower drum and sent to the collection of the finished product. A large fraction of the powder with a powder particle size of more than 0.70 mm is sent to the WTO collection. From the collection of finished gunpowder, the TFP is sent to the phase of phlegmatization or to the drying phase, depending on the purpose of the TFP, and the large and small fraction of the powder is sent to the formation reactor as a VTO.

Из напорной емкости водно-пороховая суспензия подается секторным питателем во внутреннюю часть вращающегося барабана с расходом 100…200 кг/час в пересчете на сухой вес пороха. Уменьшение расхода водно-пороховой суспензии менее 100 кг/час приводит к снижению производительности барабана мокрой сортировки, подача водно-пороховой суспензии более 200 кг/час не обеспечивает полного разделения сферического пороха по заданным фракциям.From the pressure tank, the water-powder suspension is supplied by a sector feeder to the inner part of the rotating drum with a flow rate of 100 ... 200 kg / h, calculated on the dry weight of the powder. Reducing the consumption of water-powder suspension of less than 100 kg / h leads to a decrease in the performance of the wet sorting drum, the supply of water-powder suspension of more than 200 kg / h does not provide a complete separation of spherical powder into predetermined fractions.

Длина вращающегося барабана, равная 10 диаметрам, и диаметр барабана 600 мм выбраны конструктивными особенностями аппарата мокрой сортировки.The length of the rotating drum, equal to 10 diameters, and the diameter of the drum 600 mm are selected by the design features of the wet sorting apparatus.

Вращение шнекового барабана с частотой 3,0…7,5 об/мин обеспечивает разделение СФП по заданным фракциям. Снижение частоты вращения шнекового барабана менее 3,0 об/мин приводит к снижению производительности аппарата мокрой сортировки, а увеличение частоты вращения шнекового барабана более 7,5 об/мин не позволяет производить полного разделения СФП по заданным фракциям.The rotation of the screw drum with a frequency of 3.0 ... 7.5 rpm provides the separation of the TFP according to the specified fractions. A decrease in the rotational speed of the screw drum of less than 3.0 rpm leads to a decrease in the productivity of the wet sorting apparatus, and an increase in the frequency of rotation of the screw drum of more than 7.5 rpm does not allow the complete separation of the TFP into the given fractions.

Шнековый барабан с расположенными по поверхности сетками установлен под наклоном относительно горизонтальной оси под углом 1°…5°. Это позволяет при вращении шнекового барабана равномерно распределять СФП в нижней части барабана по сеткам. Уменьшение угла наклона менее 1° приводит к накоплению СФП на сетках, что приводит к неравномерному разделению СФП по фракциям, а увеличение угла наклона более 5 приводит к накоплению СФП в области шнековых перегородок и потери годной фракции пороха.The screw drum with nets located on the surface is installed at an angle from the horizontal axis at an angle of 1 ° ... 5 °. This allows the rotation of the screw drum to evenly distribute the TFP in the lower part of the drum along the nets. A decrease in the angle of inclination of less than 1 ° leads to the accumulation of TFP on the grids, which leads to an uneven separation of the TFP into fractions, and an increase in the angle of inclination of more than 5 leads to the accumulation of TFP in the area of the screw partitions and the loss of the suitable fraction of gunpowder.

Для очищения ячеек сетки от пороховых элементов вращающийся шнековый барабан по его длине орошается с верхней части водой из центробежных форсунок под давлением воды 1…2 кгс/см² и с расходом воды 18…20 м³/час. Уменьшение давления воды в центробежных форсунках менее 1 кгс/см² приводит к неполному очищению ячеек сетки от пороховых элементов, а увеличение давления воды более 2 кгс/см² связано с технологическими трудностями. Уменьшение расхода воды, подаваемой в форсунки, менее 18 м³/час не обеспечивает полную очистку ячеек сетки от пороховых элементов, а увеличение расхода воды более 20 м³/час приводит к дополнительному расходу воды.To clean the mesh cells of powder elements, a rotating screw drum along its length is irrigated from the top with water from centrifugal nozzles under a water pressure of 1 ... 2 kgf / cm ² and with a water flow rate of 18 ... 20 m ³ / hour. A decrease in water pressure in centrifugal nozzles of less than 1 kgf / cm ² leads to incomplete cleaning of the mesh cells from powder elements, and an increase in water pressure of more than 2 kgf / cm ² is associated with technological difficulties. Reducing the flow rate of water supplied to the nozzles, less than 18 m ³ / hour does not provide a complete cleaning of the mesh cells of the powder elements, and an increase in water flow rate of more than 20 m ³ / hour leads to additional water consumption.

На вращающийся шнековый барабан установлены сетки №0,10; 0,15; 0,20; 0,40; 0,56; 0,63; 0,70, которые позволяют обеспечивать заданный фракционный состав СФП под заданную стрелковую систему.On a rotating auger drum installed mesh No. 0.10; 0.15; 0.20; 0.40; 0.56; 0.63; 0.70, which allow you to provide a given fractional composition of the TFP for a given shooting system.

Технологические режимы и баллистические характеристики полученного авторами СФП в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.Technological modes and ballistic characteristics obtained by the authors of the TFP within the boundary conditions (examples 1 ... 3) and outside the boundary conditions (examples 4, 5) are given in the table.

Технологические режимы и баллистические характеристики изготовленного СФПTechnological modes and ballistic characteristics of the manufactured TFP Наименование показателейThe name of indicators Пример (Пр.№1)Example (Ex. No. 1) Пр.№2Project No. 2 Пр.№3Project No. 3 Пр.№4Project No. 4 Пр.№5Project No. 5 Концентрация водно - пороховой суспензии, подаваемой из напорной емкости на сортировку, мас.%The concentration of water - powder suspension supplied from the pressure vessel for sorting, wt.% 2525 22,522.5 30thirty 20twenty 4040 Расход водно - пороховой суспензии,кг/часThe consumption of water - powder suspension, kg / hour 100one hundred 150150 200200 8080 250250 Частота вращения шнекового барабана, об/минScrew rotational speed, rpm 3,03.0 5,25.2 7,57.5 22 1010 Диаметр вращающегося барабана, ммDiameter of a rotating drum, mm 600600 600600 600600 600600 600600 Угол наклона вращающегося барабана, градThe angle of the rotating drum, deg 1one 33 55 00 88 Расход воды, подаваемой на центробежные форсунки, м³/часThe flow rate of water supplied to centrifugal nozzles, m ³ / hour 18eighteen 1919 20twenty 1010 2525 Давление воды, подаваемой в центробежные форсунки, кгс/см² The pressure of the water supplied to the centrifugal nozzles, kgf / cm ² 1one 1,51,5 22 0,80.8 2,52,5 Баллистические характеристикиBallistic characteristics Масса заряда, гMass of charge, g 3,203.20 3,253.25 326326 2828 3,43.4 Средняя скорость полета пули, м/сThe average speed of the bullet, m / s 751751 752752 751751 690690 670670 Разность скоростей полета пуль в серии выстрелов, м/сThe difference in the speed of the bullets in a series of shots, m / s 33 4four 55 15fifteen 1717 Давление пороховых газов в канале ствола оружия, кгс/см² The pressure of the powder gases in the barrel of the weapon, kgf / cm ² Максимальное среднее давление пороховых газов в канале ствола оружияThe maximum average pressure of the powder gases in the barrel of the weapon 27202720 27602760 27102710 28902890 26702670 Максимальное наибольшее давление пороховых газовMaximum highest pressure of powder gases 29002900 29502950 28902890 31003100 31503150 Разброс между максимальным наибольшим и наименьшим давлениями пороховых газов в канале ствола оружияThe spread between the maximum highest and lowest pressures of the powder gases in the bore of the weapon 50fifty 5555 5252 100one hundred 153153

Баллистические характеристики СФП проводились на примере мокрой сортировки при получении СФП для 7,62 мм спортивно - винтовочного патрона, который должен удовлетворять следующим требованиям: средняя скорость полета пули: 735…75 6 м/с, разность скоростей полета пуль в серии выстрелов - не более 10 м/с, максимальное давление пороховых газов в канале ствола оружия: среднее - не более 2950 кгс/см², наибольшее: - не более 3150 кгс/см², разность между максимальным наибольшим и максимальным наименьшим давлениями пороховых газов в канале ствола оружия - не более 150 кгс/см².The ballistic characteristics of the TFP were carried out by the example of wet sorting upon receipt of the TFP for a 7.62 mm sporting rifle cartridge, which must meet the following requirements: average bullet flight speed: 735 ... 75 6 m / s, the difference in bullet speed in a series of shots is not more than 10 m / s, the maximum pressure of the powder gases in the channel of the barrel of the weapon: average - no more than 2950 kgf / cm ² , the greatest: - no more than 3150 kgf / cm ² , the difference between the maximum and maximum minimum pressure of the powder gases in the channel of the barrel of the weapon - not b Lee 150 kgf / cm ^2.

Из приведенных данных таблицы видно, что полученные баллистические характеристики СФП для 7,62 мм спортивно - винтовочного патрона из пороха, полученного на мокрой сортировке по разработанному авторами способу в пределах граничных условий (примеры 1…3) удовлетворяют всем требованиям по заданным характеристикам, за пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет баллистическим характеристикам.From the above table data it can be seen that the obtained ballistic characteristics of the TFP for 7.62 mm sporting rifle cartridge from gunpowder obtained by wet sorting according to the method developed by the authors within the boundary conditions (examples 1 ... 3) satisfy all the requirements for the given characteristics, outside boundary conditions (examples 4, 5) the obtained TFP does not satisfy the ballistic characteristics.

Claims

A method of producing spherical powder, including obtaining powder varnish in a reactor, dispersing it onto spherical particles, dehydrating and distilling ethyl acetate from spherical powder, followed by washing, sorting and drying, characterized in that the water-powder suspension with a powder concentration of 25-30 wt.% from a pressure vessel with a sector power supply with a productivity of 100-200 kg / h, calculated on the dry weight of the powder, they are fed to a wet two-stage sorting into the internal auger part of a rotating drum with a diameter of 600 mm with a frequency rotation 3.0-7.5 rpm, the rotating drum is set at an angle relative to the horizontal axis from 1 ° to 5 ° of the movement of spherical powder, on the surface of the screw drum, nets with mesh sizes of 0.1 are installed; 0.15; 0.20; 0.40; 0.56; 0.63 and 0.70, which provide a given fractional composition of the powder depending on its purpose, to ensure the quality of separation of spherical powder, the rotating drum along its length is sprayed with water at a pressure of 1-2 kgf / cm ² from above through centrifugal nozzles with a feed rate water 18-20 m ³ / h.