Устройство стабилизации дымообразования пиротехнического заряда

Устройство стабилизации дымообразования пиротехнических зарядов, в частности, снаряженых многошлаковыми пиротехническими составами. в которых пары дымообразователя, проходя во время горения заряда через нагретый слой шлаков пиролизуются, зачастую теряя свои свойства. Предлагается вместо перфорации корпуса для облегчения выхода паров дымообразователя вводить в заряд каналообразующие элементы из легкоплавких материалов (пенопласт, тонкостенные пластиковые трубки и т.п.) распологая их таким образом, чтобы расстояние от каналообразующего элемента до ближайшей точки фронта горения не превышало 20-30 мм, температура горения при этом должна быть выше температуры плавления материала каналообразующего элемента а форма и структура плавкого элемента увязывается с выбраными габаритами и формой дымообразующего заряда. Предложение снижает взрыво- пожароопаснооть, давление в горящем слое, уменьшает вероятность пиролиза паров дымообразователя, позволяет увеличивать размеры заряда при соблюдении расстояний между каналообразователями.

Предложение относится к области техники получения аэрозолей преимущественно при горении шлаковых пиротехнических беспламенных составов за счет синхронизации процесса создания в горящем заряде аэрозолевыводящих каналов. Устройство может быть использовано в средствах бытового назначения, например, для возгонки репеллентов. инсектицидных препаратов, для получения сигнальных и маскирующих дымов, дневного фейерверка, при праздничных мероприятиях, киносъемках, играх и др.

Из литературных источников известны дымовые шашки маскирующего дыма на основе, например, пиротехнических составов, содержащих хлорат калия в качестве окислителя, углевод в качестве горючего и дымообразователи: хлористый аммоний, антрацен или нафталин, пек и др. Шашки для получения дыма имеют цилиндрический корпус, в котором под перфорированной крышкой размещее дымообразующий заряд и запальное устройство. При срабатывании запального устройства пары дымообразователя выходят через отверстия в крышке в виде дымового "факела. \1\. Аналогичное устройство для получения цветного дыма описано в работе Лихачева \2\. Шидловский \3\, ссылаясь на данные Бехера упоминает о возможности ролучения цветных дымов в рецептуре на основе нитроцеллюлозы.

В работе Быстрова \4\, взятой нами за прототип, подробно разбирается устройство и условия повышения эффективности возгонки дымообразователей в нем. Утверждается, что для эффективного процесса возгонки обязательно наличие отверстий в корпусе для выхода дыма, находящихся не дальше, чем на расстоянии 3,5-4 см от наиболее удаленной точки в горящем заряде.

Недостаточный учет рекомендаций Быстрова о необходимости учета и согласования расстояния от горящего слоя до момента выхода паров дымообразователя в атмосферу приводил, и по наше время приводит к горению с "хлопками"".глубокому разложена» органических красителей и других, недостаточно стойких к длительному перегреву паров веществ, к их глубокому разложению. В частности, хорошо видна смена интенсивности цвета оранжевого дыма армейских сигнальных средств цветного дыма на красителе жирооранже: яркий цвет в начале дымления сменяется постепенно на белесый. Использование же для возгонки дымообразователей нитропорохов требует особых условий производства и весьма опасных операций с использованием ЛВЖ и длительной сушки.

В прототипе для решения проблемы свободного выхода паров дымообразователя из заряда рекомендуется обязательная перфорация корпуса. Она ослабляет корпус, усложняет защиту заряда от увлажнения, удорожает изделие.

Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков.

Сущность предложения состоит в том, что вместо перфорации корпуса предлагается разместить внутри дымообразующего заряда один или более элементов пористых, либо полых, оплавляющихся при соприкосновении с горячими парами возгоняемого вещества. При этом автоматически фронт горения, соприкоснувшись с таким элементом превращает его в полость, канал для свободного выхода паров дымообразователя. Такими элементами могут быть, например, стержни из пенопласта, пенополиэтилена, тонкостенные пластиковые трубки. Размещать такие элементы следует с учетом габаритов изделия так, чтобы от стенки элемента - вкладыша расстояние до максимально удаленной точки горящего слоя состава не превышало 20-25 мм, а свободное сечение образующегося канала должно согласовываться со скоростью горения дымообразующего состава: чем больше скорость горения - тем больше сечение. Предложение исключает необходимость перфорации стенок корпуса, снимает ограничения по габаритам заряда, расширяет спектр пригодных для возгонки веществ, снижает опасность изделия в целом.

Существо предложения видно из эскиза (см. Приложение)

Устройство для осуществления цели предложения состоит из запального устройства (1), пластиковой защитной пленки (2) над зарядом (4) в корпусе (5), имеющем дно (6) и каналообразующих элементов (3) различного сечения и формы. Если изделие малогабаритное, например, диаметром не более 40 мм, то оно соответствует варианту 1. Если диаметр до 60-70 мм, то применим вариант 2, поскольку расстояние от любой точки от фронта горения до образующегося канала не превысит рекомендованых расстояний. Дальнейшее увеличение диаметра заряда потребует размещения каналообразующих элементов с учетом требования соблюдения условия максимального удаления любой точки фронта горения на расстояние не более предельно рекомендуемого.

В приводимых ниже таблицах 1 и 2 представлены сравнительные результаты натурных и лабораторных испытаний некорых рецептур дымообразующих составов в вариантах снаряжения по предлагаемому и известному (прототип) виду.

ТаблицаНатурные испытания
1	Рецептура состава %	Н и Ø заряда, мм	Характер дымообоазования	Примечания
	KClO 3 - 45	70\16	Неровное. 2 хлопка с выброс. шлака	Применялись бумажн. трубки толщ. 2 мм. Состав упл. от руки. Воспл. спичкой-запалом.
	NH4 Cl - 25	2 отв. о3 мм
	Антрацен - 30	через 25 мм и 50 мм
2	KClO3 - 45	70\16	Ровное дымл. без хлопков и выбр.
NH4Cl - 25	Пенопласт
Антрацен-30	5×5×70 мм
3	KClO3 - 34	70\16	Яркий желт. дым, через 8 с стал белесым, последовал хлопок
	Лактоза - 25	2 отв. о3 мм,
	Аурамин - 41	через 25 и 50 мм
4	KClO3 - 34	70\16	Яркий желтый дым без хлопков и выбросов
	Лактоза - 25	Пенопласт
	Аурамин - 41	5×5×70 мм
5	KClO3 - 30	70\16	Через 6 с был хлопок с

	Декстрин - 25	2 отв. о3 мм.	выбросом искр, шлака
	Олороглюцин - 45	через 25 и 50 мм
6	KClO3 - 30	70\16	Ровное дымление без пульс, и хлопков
	Декстрин - 25	Трубка полиэтилен
	Флороглюцин - 45	О6 и б=0,1 мм
* Рецептура из(2)** Рецептура из: Ф.Ф.Шидловский. Основы пиротехники. М.Машиностроение, 1Э54/ стр.252.

	Таблица 2Лабораторные испытания
	Рацептура состава, %	Устройстве заряда	э Характер дымления	Выход дыма % от ПС	Высота и О заряда, мм	Примечания
1	2	3	4	5	6	7
1	NH4 Cl - 33	1 отв. O=3 мм	Пульсир. гор. хлопок, искр.	13,2	40\10	Дым отб на АФА-В Трубки 6=1 мм
KClO3 - 41	на расст. 20
Канифоль - 26	мм от верха заряда
2	NH4 Cl - 33	Пенопласт	Дымл. без хлопков и пульсации	15,2	40\10 В	Воспл. от нагретой эл. спир.
	KClO 3 - 41	3×4×40 мм
	Канифоль - 26
3	NH4 Cl - 33	Отв. O 5 мм	Через 17 с хлопок с выбросом шлака и ПС	не опред.	50\25
	KClO 3 - 41	на расст. 20
	Канифоль - 26	мм от верха заряда
4	NH4 C - 33	Пенополи-	Ровное дымл. без пульс.	не опред.	50\20
	KClO 3 - 41	этилен
	Канифоль - 26	10×10×50 мм
-* Рецептура позаимствована из (2)

Приведенные в Таблицах 1 и 2 результаты испытаний подтверждают преимуществе предлагаемого технического решения перед прототипом и аналогами.

Литературные источники

1. В.В.Матвейчук. Взрывное дело. Москва, 2005, стр.162, рис.8, п.7

2. В.А.Лихачев. Пиротехника в кино. Москва, "Искусство", стр.16, рис.7

3. А.А.Шидловский. Основы пиротехники, Москва, Машиностроение, 1973, стр.251

4. И.В.Быстров. Краткий курс пиротехнии. Оборонгиз. Москва, 1940, стр.143-149

1. Устройство стабилизации дымообразования пиротехнического заряда, состоящее из корпуса, дымообразующего состава и узла воспламенения, отличающееся тем, что с целью стабилизации горения при расширении круга возгоняемых веществ, снижения взрыво- и пожароопасности изделия, в дымообразующем заряде располагают пористые или полые элементы из материалов, легко плавящихся при соприкосновении с фронтом горения пиротехнического состава и образующие пустотные каналы для свободного выхода из заряда паров дымообразователя.

2. Устройство стабилизации дымообразования пиротехнического заряда по п.1, отличающееся тем, что расстояние от границы каналообразующего элемента до ближней точки фронта горения выбивается таким образом, чтобы оно не превышало 20-30 мм.

3. Устройство стабилизации дымообразования пиротехнического заряда по п.1, отличающееся тем, что температуры плавления материалов каналообразующих элементов выбирают с температурой плавления существенно меньшей, чем температура фронта горения пиротехнического состава.

4. Устройство стабилизации дымообразования пиротехнического заряда по п.1, отличающееся тем, что в качестве каналообразующих материалов допускается применение элементов разной структуры и формы.