RU2798486C1

RU2798486C1 - Method for producing porous spherical powder for 12 gauge shotgun cartridges for smoothbore weapons

Info

Publication number: RU2798486C1
Application number: RU2022135376A
Authority: RU
Inventors: Ирина Владимировна Федотова; Гульсина Мазитовна Хайруллина; Рамиля Гамилевна Галимуллина; Эльмира Мансуровна Альмухаметова; Рустам Радикович Абдрахманов; Роза Фатыховна Гатина
Filing date: 2022-12-30
Publication date: 2023-06-23

Abstract

FIELD: armament.

SUBSTANCE: invention can be used to obtain a porous spherical powder for 12-caliber shotgun cartridges for smoothbore weapons with a shot mass of 36 g. A mixture of pyroxylin is mixed in an aqueous medium in an amount of 80.0 wt.%. Substandard phlegmatized gunpowder in the amount of 20.0 wt.% is used as return-technological waste. The melt of dinitrotoluene in the amount of 3.0 wt.% above 100% is introduced. Varnish in ethyl acetate is prepared for 45-60 minutes. Next, dispersion is carried out for powder elements using gelatine in an amount of 0.8-1.0 wt.% to water and their dehydration using Na₂SO₄ in an amount of up to 0.3 wt.%. Ethyl acetate is removed at temperatures up to 96-98°C. The resulting powder is washed, sorted into a fraction of 0.2-0.4 mm, graphited and dried.

EFFECT: obtaining a porous spherical powder with the following ballistic characteristics: the mass of the powder charge for a shot cartridge with a shot weight of 36 g is 1.8-2.2 g, the average flight speed of the shot projectile is at least 320 m/s, the average maximum pressure of the powder gases is no more than 61.5 MPa (630 kgf / cm²).

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для охотничьего оружия.The invention relates to the field of obtaining spherical powders (SFP) for hunting weapons.

Целью изобретения является получение СФП для патронов 12 калибра к гладкоствольному оружию с массой дроби 36 г.The aim of the invention is to obtain SFP for 12 gauge cartridges for smoothbore weapons with a shot weight of 36 g.

Известен способ [Патент RU 2258688] получения пористого СФП, включающий перемешивание компонентов в течение 10-15 минут, приготовление порохового лака в этилацетате (ЭА), диспергирование в присутствии клея, отгонку ЭА и сушку, отличающийся тем, что перемешивание компонентов осуществляют в водном растворе, содержащем до 3,0 мас.% соли, готовый порох сортируют, а в качестве клея используют мездровый клей.A known method [Patent RU 2258688] for obtaining a porous SFP, including mixing the components for 10-15 minutes, preparing powder varnish in ethyl acetate (EA), dispersion in the presence of glue, distillation of EA and drying, characterized in that the mixing of the components is carried out in an aqueous solution containing up to 3.0 wt.% salt, the finished gunpowder is sorted, and hide glue is used as glue.

Недостатком этого способа является то, что полученный порох не обеспечивает баллистические характеристики для патронов 12 калибра к гладкоствольному оружию с массой дроби 36 г, возможно, из-за отсутствия процесса флегматизации.The disadvantage of this method is that the obtained gunpowder does not provide ballistic characteristics for 12-gauge cartridges for smoothbore weapons with a shot mass of 36 g, possibly due to the lack of a phlegmatization process.

Наиболее близким техническим решением является способ [Патент RU №2226184] получения СФП для стрелкового оружия, включающий перемешивание в течение 10-15 минут в водной среде смеси пироксилина с возвратно-технологическими отходами (ВТО) и водной суспензией технического углерода, приготовление порохового лака в ЭА, диспергирование лака на сферические частицы и удаление ЭА при нагревании смеси до 92…94°С. При этом смесь пироксилина с ВТО или ВТО и водную суспензию технического углерода перемешивают в водной среде в течение 10-15 минут. В качестве ВТО используют пироксилиновые и/или баллиститные пороха в количестве 10…100 мас.%, а приготовление лака в ЭА ведут в течение 60…180 минут.The closest technical solution is the method [Patent RU No. 2226184] for obtaining SFP for small arms, including mixing for 10-15 minutes in an aqueous medium a mixture of pyroxylin with recycled technological waste (WTO) and an aqueous suspension of carbon black, preparing a powder varnish in EA , dispersion of varnish into spherical particles and removal of EA by heating the mixture to 92...94°C. At the same time, a mixture of pyroxylin with WTO or WTO and an aqueous suspension of carbon black are mixed in an aqueous medium for 10-15 minutes. As WTO, pyroxylin and/or ballistic gunpowders are used in the amount of 10...100 wt.%, and the preparation of varnish in EA is carried out for 60...180 minutes.

Недостатком данного способа является то, что полученный порох не обеспечивает необходимую насыпную плотность (0,62…0,74 кг/дм³) для охотничьего гладкоствольного оружия 12 калибра с массой дроби 36 г.The disadvantage of this method is that the resulting gunpowder does not provide the required bulk density (0.62...0.74 kg/dm ³ ) for 12-gauge hunting smoothbore weapons with a shot mass of 36 g.

Задачей заявленного технического решения является получение пористого СФП, обеспечивающего следующие требования по баллистическим характеристикам:The objective of the claimed technical solution is to obtain a porous SFP that provides the following requirements for ballistic characteristics:

- масса порохового заряда для дробового патрона с массой дроби 36 г - 1,8…2,2 г;- the mass of the powder charge for a shot cartridge with a shot mass of 36 g - 1.8 ... 2.2 g;

- средняя скорость полета дробового снаряда - не менее 320 м/с;- the average flight speed of a shot projectile - not less than 320 m / s;

- среднее максимальное давление пороховых газов - не более 61,5 МПа (630 кгс/см²).- average maximum pressure of powder gases - no more than 61.5 MPa (630 kgf/cm ² ).

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ получения пористого СФП для патронов 12 калибра к гладкоствольному оружию с массой дроби 36 г включает перемешивание в водной среде смеси пироксилина в количестве 80,0 мас.% с ВТО в количестве 20,0 мас.%. При этом в качестве ВТО используют некондиционные флегматизированные пороха в количестве 20,0 мас.%, вводят расплав динитротолуола (ДНТ) в количестве 3,0 мас.% (сверх 100%); а приготовление лака в ЭА ведут в течение 45…60 минут. Далее проводят диспергирование на пороховые элементы с использованием желатина в количестве 0,8…1,0% к воде и их обезвоживание с применением Na₂SO₄ в количестве до 0,3 мас.%; удаление ЭА ведут при температуре до 96-98°С; полученный порох промывают, сортируют на фракцию 0,2…0,4 мм, графитуют и сушат.The technical result is achieved by the fact that the proposed method for producing a porous SFP for 12-gauge cartridges for smoothbore weapons with a shot weight of 36 g includes mixing a mixture of pyroxylin in an amount of 80.0 wt.% with WTO in an amount of 20.0 wt.% in an aqueous medium. At the same time, substandard phlegmatized gunpowder is used as a WTO in an amount of 20.0 wt.%, a melt of dinitrotoluene (DNT) is introduced in an amount of 3.0 wt.% (over 100%); and the preparation of varnish in EA is carried out for 45 ... 60 minutes. Next, dispersion is carried out on powder elements using gelatin in an amount of 0.8 ... 1.0% to water and their dehydration using Na ₂ SO ₄ in an amount of up to 0.3 wt.%; removal of EA is carried out at temperatures up to 96-98°C; the resulting powder is washed, sorted into a fraction of 0.2 ... 0.4 mm, graphite and dried.

В таблице 1 приведены основные технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики пористого СФП для патронов 12 калибра к гладкоствольному оружию с массой дроби 36 г, выполненного в пределах граничных условий (примеры 2, 3), за пределами граничных условий (примеры 1, 4) и пороха - прототипа.Table 1 shows the main technological modes, physicochemical and ballistic characteristics of the porous SFP for 12 gauge cartridges for smoothbore weapons with a shot weight of 36 g, made within the boundary conditions (examples 2, 3), outside the boundary conditions (examples 1, 4 ) and gunpowder - a prototype.

Согласно результатам таблицы 1, пористые СФП, полученные по заявленному способу в пределах граничных условий (примеры 2, 3) обеспечивают удовлетворительные баллистические характеристики в составе дробового патрона 12 калибра с массой дроби 36 г, а пороха, полученные за пределами граничных условий (примеры 1, 4) - не соответствуют данным требованиям по баллистическим характеристикам.According to the results of Table 1, porous SFP obtained by the claimed method within the boundary conditions (examples 2, 3) provide satisfactory ballistic characteristics in the composition of a 12-gauge shot cartridge with a shot mass of 36 g, and gunpowder obtained outside the boundary conditions (examples 1, 4) - do not meet these requirements for ballistic characteristics.

При этом пироксилин в составе порохов используют в качестве энергетической и структурирующей основы. Снижение содержания пироксилина менее 80 мас.% приведет к снижению энергетических характеристик СФП (пример 4), а его увеличение более 80 мас.% - к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия (пример 1).At the same time, pyroxylin in the composition of gunpowder is used as an energy and structuring base. A decrease in the content of pyroxylin less than 80 wt.% will lead to a decrease in the energy characteristics of the SFP (example 4), and its increase to more than 80 wt.% - to increase the pressure of the powder gases in the bore of the weapon (example 1).

Снижение содержания флегматизированного ВТО в составе пористого СФП менее 20 мас.% приведет к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия (пример 1), а его увеличение более 20 мас.% - к получению более плотного СФП (пример 4).Reducing the content of phlegmatized WTO in the composition of the porous SFP to less than 20 wt.% will lead to an increase in the pressure of the powder gases in the bore of the weapon (example 1), and its increase to more than 20 wt.% - to obtain a denser SFP (example 4).

Дополнительный ввод ДНТ предназначен для пластификации пороховой массы. Снижение содержания ДНТ менее 3,0 мас.% (сверх 100%) приведет к недостаточной пластификации (пример 4), а его увеличение более 3,0 мас.% приведет к увеличению вязкости лака и тем самым к образованию более мелкой фракции (пример 1).Additional input of DNT is intended for powder mass plasticization. A decrease in the content of DNT less than 3.0 wt.% (over 100%) will lead to insufficient plasticization (example 4), and an increase in more than 3.0 wt.% will lead to an increase in the viscosity of the varnish and thus to the formation of a finer fraction (example 1 ).

Время приготовления порохового лака составляет 45…60 минут. При уменьшении времени перемешивания менее 45 минут происходит неполное растворение некондиционных флегматизированных зерен пороха в ЭА. Увеличение времени перемешивания более 60 минут приведет к увеличению продолжительности технологического цикла.Powder varnish preparation time is 45…60 minutes. When the mixing time is reduced to less than 45 minutes, incomplete dissolution of substandard phlegmatized powder grains in EA occurs. Increasing the mixing time to more than 60 minutes will lead to an increase in the duration of the technological cycle.

Желатин используют в качестве эмульгатора. Снижение содержания желатина менее 0,8 мас.% способствует увеличению содержания более крупной основной фракции (пример 4), а увеличение содержания желатина более 1,0 мас.%) приводит к получению более мелкой основной фракции (пример 1).Gelatin is used as an emulsifier. Reducing the content of gelatin to less than 0.8 wt.% contributes to an increase in the content of a larger main fraction (example 4), and an increase in the content of gelatin to more than 1.0 wt.%) leads to a finer main fraction (example 1).

Для обеспечения насыпной плотности пористого СФП в пределах 0,620…0,740 г/см³ ввод Na₂SO₄ составляет до 0,3 мас.%; увеличение содержания соли Na₂SO₄ более 0,3 мас.% приводит к получению СФП с более высокой насыпной плотностью, что способствует увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета дробового снаряда (пример 1).To ensure the bulk density of the porous SFP in the range of 0.620...0.740 g/cm ³ input Na ₂ SO ₄ is up to 0.3 wt.%; an increase in the salt content of Na ₂ SO ₄ more than 0.3 wt.% leads to the production of SFP with a higher bulk density, which contributes to an increase in the mass of the powder charge and a decrease in the speed of the shot projectile (example 1).

Удаление ЭА при нагревании смеси ведут в пределах 96-98°С. Снижение температуры менее 96°С в процессе удаления ЭА из пороховых элементов приводит к уменьшению насыпной плотности, а увеличение температуры более 98°С приводит к выбросу пороховых элементов в процессе удаления ЭА.The removal of EA by heating the mixture is carried out within 96-98°C. Decreasing the temperature below 96°C in the process of removing EA from powder elements leads to a decrease in bulk density, and increasing the temperature to more than 98°C leads to the release of powder elements in the process of removing EA.

Пороховые элементы заряда основной фракции 0,2…0,4 мм обеспечивают стабильные баллистические характеристики. Увеличение размеров пороховых элементов более 0,4 мм приводит к неполному сгоранию их в канале ствола оружия (пример 4), а уменьшение размеров пороховых элементов менее 0,2 мм - к повышению давления пороховых газов (пример 1).Powder elements of charge of the main fraction 0.2…0.4 mm provide stable ballistic characteristics. An increase in the size of the powder elements by more than 0.4 mm leads to incomplete combustion in the bore of the weapon (example 4), and a decrease in the size of the powder elements by less than 0.2 mm leads to an increase in the pressure of the powder gases (example 1).

Данный способ получения пористого СФП для дробовых патронов 12 калибра к гладкоствольному оружию позволит обеспечить оптимальное значение массы порохового заряда (1,8…2,2 г) для патрона с массой дроби 36 г, а также требования баллистических характеристик по средней скорости полета дробового снаряда (не менее 320 м/с) и максимальному среднему давлению пороховых газов (не более 61,5 МПа).This method of obtaining a porous SFP for 12-gauge shotgun cartridges for smoothbore weapons will ensure the optimal value of the mass of the powder charge (1.8 ... not less than 320 m/s) and the maximum average pressure of powder gases (not more than 61.5 MPa).

Следовательно, заявленное техническое решение удовлетворяет критериям патентоспособности: новизне, изобретательскому уровню, промышленной применимости.Therefore, the claimed technical solution satisfies the patentability criteria: novelty, inventive step, industrial applicability.

Claims

A method for producing porous spherical powder for 12-caliber shotgun cartridges for smoothbore weapons with a shot weight of 36 g, including mixing in an aqueous medium a mixture of pyroxylin in an amount of 80.0 wt.% with return-technological waste in an amount of 20.0 wt.%, characterized in that that substandard phlegmatized gunpowder in the amount of 20.0 wt.% is used as a return-technological waste, a dinitrotoluene melt is introduced in the amount of 3.0 wt.%, in excess of 100%; the preparation of varnish in ethyl acetate is carried out for 45-60 minutes, then dispersion is carried out on powder elements using gelatin in an amount of 0.8-1.0 wt.% to water and their dehydration using Na ₂ SO ₄ in an amount up to 0.3 wt%; the removal of ethyl acetate is carried out at temperatures up to 96-98°C; the resulting powder is washed, sorted into a fraction of 0.2-0.4 mm, graphite and dried.