Способ получения бенгальских свечей

 

Использование: в производстве бенгальских свечей. Сущность изобретения: приготавливают пиротехнический состав, содержащий нитрат бария, алюминиево-магниевый сплав, железные опилки, крахмал или декстрин, перемешивают компоненты с водой до вязкости (1,0-1,3)10⁵Пac, прессуют полученный состав через фильеру с иглой при 24 - 30°С и насаживают выходящий элемент на металлический стержень. Характеристики: время технологического цикла 8 ч, время горения бенгальской свечи длиной 120 210 мм 90 180 с, форс искр 10 - 20 мм. 4 табл.

Изобретение относится к пиротехнике, в частности к производству паровых бенгальских свечей.

Известен способ получения бенгальских свечей из пиротехнического состава, содержащего нитрат бария, алюминиево-магниевый сплав, железные опилки, крахмал или декстрин.

Сущность этого способа заключается в следующем.

Металлическую проволоку нарезают в виде стержней, которые укрепляют в специальную сборку. Приготавливают пиротехнический состав. Сборку опускают стержнями, погружая их в состав на 80-100 мм. Приподняв сборку и дав стечь излишку состава, устанавливают на сушку в течение 3 ч при 40^оС. Затем указанный цикл (нанесение состава - сушка) повторяют многократно до тех пор, пока толщина состава на проволоке не достигнет требуемого размера, после чего свечи окончательно высушивают в течение 12 ч. Диаметр изготовленных таким способом бенгальских свечей не превышает 5 мм, а длина пиротехнического элемента находится в пределах 80-100 мм. Недостатками известного способа являются длительность и достаточно высокая трудоемкость изготовления свечей, а также ограниченность размеров получаемых пироэлементов, что приводит к малой эффективности и кратковременности искрообразования при горении бенгальских свечей на открытом воздухе.

Целью изобретения является повышение зрелищного эффекта за счет увеличения искрообразования и времени горения, сокращение времени производственного цикла и снижение трудоемкости изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что приготовление состава осуществляют смешением компонентов с водой до вязкости 1,0-1,3 10⁵ Па с, прессуют приготовленную массу при 24-30^оС через фильеру с иглой, насаживают выпрессованный пироэлемент с каналом на металлический стержень, затем сушат изделия при 40^оС в течение 3 ч.

Указанные пределы вязкости, обусловливающие реализацию предлагаемого экструзионного способа изготовления бенгальских свечей, объясняются тем, что при вязкости пиротехнической композиции менее 1,0 10⁵ Па с резко снижается механическая прочность сформированных шнуров, наблюдается заплыв каналов. А при вязкости более 1,3 10⁵ Па с наблюдается резкое падение производительности и возрастание давления прессования из-за большого сопротивления, возникающего в формующей фильере.

Для достижения указанной вязкости в состав пиротехнической массы вводят существенно меньшее количество воды (8-12%) по сравнению с прототипом (200% ). Поэтому для получения качественного склеивания компонентов температура прессования поддерживается в диапазоне 24-30^оС. При более низкой температуре (менее 24^оС) формируется малопрочный элемент, который теряет свою целостность уже на выходе из фильеры. Напротив, прессование при температуре выше 30^оС приводит к слишком сильному склеивающему эффекту к поверхности металлического стержня, что приводит к появлению на изделии радиально расположенных трещин (из-за отсутствия перемещения массы при сушке вдоль стержня), которые в свою очередь нарушают стабильность процесса горения бенгальских свечей.

Вязкость и температура является главным образом параметром, определяющими технологичность процесса. Однако она играет существенную роль в получении качественных по внешнему виду изделий (заплыв канала, шероховатость поверхности, радиальные трещины и т.д.).Формирование же той или иной структуры при различных вязкостях и температуре закономерно отражается и на искрообразовании.

В табл. 1 и 2 иллюстрируются соответственно влияние вязкости пиротехнического состава и температуры прессования на процесс формования и свойства готовых изделий.

Качественные характеристики бенгальских свечей приведены в табл. 3.

Влияние вязкости пиротехнического состава и температуры на качество изделий, искрообразование и время горения проиллюстрировано в табл. 4.

Анализ табл. 1-4 позволяет сделать вывод о том, что только предложенный диапазон вязкости для указанного пиротехнического состава и температур его формирования позволяет получить качественные изделия с повышенным зрелищным эффектом. Кроме того, изготовление бенгальских свечей предлагаемым способом позволяет создать непрерывный технологический процесс, обеспечить изготовление изделий с широким диапазоном геометрических размеров как по диаметру, так и по длине, что позволяет регулировать в широких пределах время горения, а также снизить трудоемкость изготовления, сократить время технологического цикла в 3 раза. Вследствие малого количества воды, применяемого в предлагаемом способе, связующее выступает в качестве цементатора в виде набухших частиц между другими компонентами (а не как пленкообразователь в прототипе), что уменьшает плотность высохшего пиросостава, что способствует лучшему взаимодействию компонентов и облегчает отлет искр. Поэтому при одной и той же степени дисперсности искрообразователя в случае предлагаемого способа реализуется структура состава, горящая с лучшей искристостью. Из-за высокой вязкости подготовленного для экструзии состава (масса представляет собой рассыпчатый полуфабрикат, который склеивается лишь при наложении сдвиговых усилий в экструзионной машине) не подвергается седиментации и обладает стабильными свойствами при хранении в герметичной таре в течение 3-5 дн. для крахмальных составов и более длительному хранению для составов на декстрине.

Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что перемешивание компонентов пиротехнического состава с водой проводят до вязкости 1,0-1,3 10⁵ Па с, затем выпрессовывают через фильеру с иглой при 24-30^оС, насаживают выпрессованный элемент с каналом на металлический стержень.

Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ изготовления бенгальских свечей реализуют следующим образом.

П р и м е р 1. Смешивают в емкости 1,5 кг окислителя (азотнокислого бария) с 0,42 кг связующего (декстрина) в течение 5 мин. Добавляют в полученную смесь 0,18 кг горючего (порошка алюминиево-магниевого сплава ПАМ) и перемешивают 3 мин. Затем вводят 0,9 кг искрообразователя (железных опилок) и вновь мешают около 3 мин. Полученную смесь переносят в смеситель емкостью 3 л, добавляют 0,15 л воды и проводят смешение в течение 15-20 мин. Затем прессуют полученный состав через фильеру диаметром 5 мм, в которой имеется нейтрально расположенная игла с диаметром 1,9 мм. Прессование осуществляют при 30^оС. Полученный шнур разрезают на элементы длиной 15 мм и нанизывают на металлические стержни диаметром 1,6 мм. Сушат изделия в течение 3 ч при 40^оС.

П р и м е р 2. Смешивают 1,5 кг азотнокислого бария с 0,18 кг ПАМа в течение 5 мин, затем прибавляют 0,9 кг железных опилок и перемешивают еще 3 мин. Отдельно готовят крахмальный клейстер, для чего 0,42 кг крахмала смешивают 0,35 л воды и заваривают густой клейстер, который помещают в смеситель. Затем высыпают ранее подготовленный порошкообразный состав и мешают 15-20 мин. Полученную густую массу прессуют при 24^оС через фильеру диаметром 5,0 мм с иглой диаметром 1,3 мм. Нанизывание пиротехнического шнура осуществляют следующим образом. Подводят металлический стержень с диаметром 1,6 мм к концу иглы на выходе из фильеры. При выпрессовывании шнура из фильеры пиротехнический элемент продвигается по стержню. При достижении требуемой длины, например, 170 мм производят резку шнура по торцу втулки. Изделия сушат указанным выше способом.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНГАЛЬСКИХ СВЕЧЕЙ, заключающийся в приготовлении пиротехнического состава, содержащего нитрат бария, алюминиево-магниевый сплав, железные опилки, крахмал или декстрин, нанесение состава на металлический стержень и сушку полученной свечи, отличающийся тем, что, с целью сокращения производственного цикла и снижения трудоемкости изготовления, улучшения зрелищного эффекта за счет увеличения искрообразования и времени горения, состав готовят перемешиванием компонентов с водой до вязкости (1,0 - 1,3) 10⁵ Па с, прессуют полученный состав через фильеру с иглой при 24 - 30^oС и насаживают выходящий пиротехнический элемент на металлический стержень.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3