Пиротехнически шнур и състав за неговото производство
Употреба: предаване на топлинен (пожарен) импулс към различни предпазни задвижващи механизми. Същността на изобретението: шнурът съдържа пиротехнически заряд, изработен от пиротехнически състав със скорост на горене над 10 mm / s с централен канал и надлъжен разрез за дебелината на горящата дъга при съотношение на дебелината на надлъжния разряд към разликата между външния диаметър на кабела и диаметъра на централния канал 0,0182 - 0,1882. Съставът съдържа, тегл. %: пластификатор 48,00 - 60,03; модификатор на горене 4.00 - 20.00; флуоропласт-4 1,5 - 2,5; маса на промишлени 0,5 - 0,8; централит 0,25 - 0,60; нитроцелулоза останалото. Съставът може допълнително да съдържа 0,10 - 0,15% неорганичен пигмент. Компонентите се смесват във вода и след отделяне на водата се навиват и пресоват на корди. 2 сек. и 7 z. стр. f-ly, 1 ил.
Изобретението се отнася до пиротехнически кабелни системи за предаване на топлинен (пожарен) импулс към различни предпазни задействащи механизми на специални устройства, по-специално пожарогасителни устройства, както и до пиротехнически състави за производство на такива предавателни системи.
Известни пиротехнически шнурове с различни дизайни. Най-разпространеният е кордата на фликфорд, която е слабо компресирана сърцевина от зърна барут с корд. През сърцевината се прекарват две направляващи памучни нишки, чиято цел е да разпределят равномерно пудрата. За да се предпази последното от влага и други атмосферни влияния, както и да се закрепят барутните зърна, сърцевината е затворена в три плитки от ленена или памучна прежда. За по-голямо уплътняване на барута, втората и третата плитка са покрити с водоустойчиви вещества (смола, гутаперча, асфалт, парафин, лепилна боя).Бикфордовият фитил гори с постоянна скорост от около 1 cm/s [1].
Патентът на САЩ [2] описва линия за предаване на пожарен импулс под формата на кабел, който представлява многослойна обвивка, вътре в която има памучни или други нишки, покрити със запалим материал, като черен прах. Нишките, покрити с горим състав, са поставени в обвивката по такъв начин, че между тях и обвивката има празнина за проникване на газове, което осигурява значително по-висока скорост на горене от тази на фикфордовия шнур.
Много по-рано в [3, 4] бяха описани подобни конструкции на кабели (така нареченото стоп устройство).
Най-близо до предлагания шнур по отношение на постигнатия ефект е пиротехнически шнур съгласно патент на САЩ [5], който представлява разположена в центъра медна нишка, върху която е нанесен пиротехнически състав. Шнурът е с диаметър 1,65-2,33 мм и е покрит отвън с тънък слой битум и полиетилен. Скорост на горене на корда - от 20 до 300 mm/s.
Недостатъкът на този шнур, както и на всички известни конструкции, е невъзможността за зацепването им в произволна точка по дължината на шнура, поради наличието на черупка. На практика това води до увеличаване на времето за предаване на командния импулс за огън. Простото изключване на кожуха от конструкцията на известните запалителни кабели води до такова рязко намаляване на скоростта на горене, което ги прави практически неподходящи за използване в системи за предаване на високоскоростни командни импулси.
Целта на изобретението е да се разработи пиротехнически шнур, чието активиране (запалване) е възможно във всяка точка по дължината му при поддържане на висока скорост на горене.
Тази цел се постига с факта, че кордата е направена под формата на тръба с централен канал, по чиято образуващаима разрез за цялата дебелина на горящия свод. В този случай дебелината на горящата арка е избрана в диапазона 0,35-1,10 mm с външен диаметър на тръбата 2,50-5,00 mm, ширина на среза 0,01-0,06 mm, а като материал за производството на кабела се използва пиротехнически (запалим) състав с нормална скорост на горене над 10 mm / s при атмосферно налягане.
Чертежът показва кабела, общ изглед.
Пиротехническият шнур 1 има централен канал 2 и надлъжен разрез 3 до дълбочината на горящия свод 2е1.
Кабелът работи по следния начин.
При запалване от външен източник на топлина, например от пожар, в определена точка по дължината на кабела, той изгаря с напреднало движение на фронта на горене по вътрешната повърхност на канала, което осигурява висока скорост на предаване на топлинния импулс. Наличието на надлъжен разрез предотвратява разрушаването на кордата от налягането на газовете, образувани в канала по време на горенето и, като следствие от такова разрушаване, изчезването на кордата.
Примери за конкретен дизайн на кабела са представени в таблица. 2 и 3.
Както може да се види от данните в таблици 2 и 3, промяната на външния диаметър на кабела в диапазона от 2,5-5,0 mm с дебелина на дъгата на горене 0,35-1,10 mm и ширина на надлъжното сечение от 0,01-0,06 mm ви позволява да регулирате скоростта на горене в рамките на 20-450 mm / s. В този случай ефектът от увеличаване на скоростта на горене, поради наличието на канал и надлъжно сечение, се наблюдава само при производството на шнур от състав, чиято собствена скорост на горене, т.е. скоростта на горене на пробата, която няма нито канал, нито разрез, надвишава 10 mm/s при атмосферно налягане.
Има многобройни пиротехнически състави за производството на възпламенителни кабели. Най-широко използваният за тази цел е черният барут [1] исъстави, подобни на него [3 и 4].
Най-близка до предложената е формулировката [5], включваща нитроцелулоза, пластифицирана с дибутилфталат, стабилизирана с дифениламин или централит и напълнена с прахообразно гориво, като силиций и окислител, като червено олово и калиев перхлорат.
Целта на изобретението е да се разработи състав за производство на пиротехнически шнур с висока (повече от 10 mm / s) скорост на горене при атмосферно налягане, както и състав, който се различава не само по посочената скорост на горене, но също така има ниска (по-малко от 1900 K) температура на горене и безпламност.
За постигане на тази цел в състава, съдържащ нитроцелулоза, централит, пластификатор, индустриално масло, политетрафлуоретилен (флуоропласт-4) и модификатори на горене бяха допълнително въведени в следното съотношение на компонентите, тегл.%: Пластификатор 48,00-56,40 Модификатор на горене 4,00-20,00 Централит 0,25-0,60 Индустриално масло 0,50- 0,80 Флуоропласт-4 1,50-2,50 Нитроцелулоза Останалият Бързо изгарящ пиротехнически състав като пластификатор съдържа съединения от групата на естерите на азотната киселина и алкохоли или гликоли, например глицерол тринитрат или диетилен гликол динитрат или смес от тях в количество от 50,7-56,4 тегл.%, и като модификатор на горене - оловна сол фероцендикарбоксилна киселина (С12Н8О4FePb) в количество 5,0-12,0 тегл.%; или трикомпонентна смес, състояща се от железен оксид (Fe2O3), сажди (C) и оловен диоксид (PbO2), взети в съотношение 1:1:3, в количество от 10,0-19,0 тегл. %.
Бързо изгарящият безпламъчен пиротехнически състав съдържа органично азидно съединение като пластификатор, например 2,4-диазидо-6-азидоетокси симетричен триазин в количество от 48,0-56,4 тегл.% и катомодификатор на горене - калциев карбонат в количество от 4,0-20,0 тегл.%.
Последният състав може да съдържа неорганични пигменти от 0,10-0,15 тегл. % сажди, железен оксид или червено олово.
За определяне на характеристиките бяха направени състави, представени в табл.1.
Съставите са приготвени по технологията на балистичните прахове чрез смесване на компонентите във водна среда, последвано от отделяне от вода, валцоване и непрекъснато пресоване на корди.
Резултатите от теста показаха наличието на два различни физически ефекта: наличието на канал в кордата и надлъжен разрез до дълбочината на горивния свод води до рязко увеличаване на скоростта на горене без механично разрушаване на кордата, когато собствената (т.е. под формата на безканална корда) скорост на горене на състава е повече от 10 mm/s; намаляването на температурата на горене под 1900K определя характера на горенето без визуално наблюдаван пламък.
Първият ви позволява да реализирате скоростта на горене на кабелите 20 - 450 mm / s; безпламъчното горене прави самия кабел огнеупорен и елиминира вредното му въздействие върху елементите около предавателната система.
За предпочитане е да се използват органични азиди, например 2,4-диазидо-6-азидоетокси симетричен триазин, тъй като това осигурява понижена температура на горене и способността на кордата да гори във вакуум. Избраните граници на количественото му съдържание (48,0-56,4 тегл.%) се дължат на необходимостта да се осигури собствена скорост на горене над 10 mm/s, температура на горене под 1900K и оптимални физични, механични и реологични характеристики.
Необходимото ниво на собствена скорост на горене и следователно осигуряване на ефекта на рязко увеличаване на скоростта на горене на кабела може също да бъде постигнато, когато се използва вкато пластификатори на нитроестери, например глицерол тринитрат, диетилен гликол динитрат или техни смеси помежду си (50,7-56,4 тегл.%) в комбинация с модификатори на горене: 5,0-12,0 тегл. % оловна сол на фероцендикарбоксилна киселина или 10,0-19,0 тегл.% от тройната смес (Fe2O3+C+PbO2) [1:1:3].
Въпреки това, горенето в този случай е огнено.
Когато съдържанието на CaCO3 в състави с азидопластификатор е от 4 до 20 тегл.%, изискването е изпълнено както по отношение на скоростта на горене, така и по отношение на температурата (по-малко от 1900K).
Centralite и индустриалното масло са необходими за осигуряване на необходимата химическа устойчивост и характеристики на обработка. Ако съдържанието на централит е по-малко от 0,25 тегл.%, Не се осигурява химическата устойчивост на продуктите, необходими за съхранение, докато съдържанието на тази добавка е повече от 0,6 тегл.% Поради алкална хидролиза, пластификаторът се губи по време на обработката на съставите.
Ако съдържанието на индустриално масло е по-малко от 0,5 тегл.%, Не е осигурена необходимата технологичност на съставите по време на тяхната обработка; ако съдържанието на тази добавка е повече от 0,8 тегл.%, физико-механичните характеристики на кордата се влошават.
За боядисване на шнурове могат да се използват 0,10-0,15 тегл.% пигменти - сажди, червено олово или железен оксид, които не влияят на други характеристики на шнура.
По този начин използването на предложения пиротехнически шнур и състава за неговото производство позволява да се увеличи скоростта и надеждността на системите за активиране на команди за различни системи за безопасност и изпълнителни системи, като аварийно предупреждение, пожарогасене и др.
ПИРОТЕХНИЧЕСКИ ШНУР И СЪСТАВ ЗА ПРОИЗВОДСТВОТО МУ.
1. Пиротехнически шнур, включващ заряд от пиротехнически състав, характеризиращ се с това, че зарядът има централен канал и надлъжен резерв надебелината на горещия свод, а като пиротехнически състав е използван пиротехнически състав със скорост на горене над 10 mm/s.
2. Корда съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че отношението на ширината на надлъжния резерв към разликата между външния диаметър на корда и диаметъра на централния канал е 0,0182 - 0,01882.
3. Пиротехнически състав за производство на пиротехнически шнур, включващ нитроцелулоза, центролит, пластификатор, характеризиращ се с това, че допълнително съдържа флуоропласт-4, индустриално масло и модификатор на горене в следното съотношение на компонентите, тегл.%: Пластификатор - 48,00 - 60,03 Модификатор на горене - 4,00 - 20,00 Флуоропласт-4 - 1,50 - 2,50 Индустриално масло - 0,50 - 0,80 Централит - 0,25 - 0,60 Нитроцелулоза - Остава трикомпонентна смес, състояща се от железен оксид, сажди, оловен диоксид, взети в съотношение 1 : 1 : 3 в количество 10 - 14 тегл.%.
5. Състав съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че като съединение от групата на естерите на азотната киселина и алкохолите или гликолите съдържа глицерол тринитрат, или диетилен гликол динитрат, или смес от тях.
6. Състав съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че съдържа органично азидно съединение в количество от 48,00 - 60,03 тегл.% като пластификатор и калциев карбонат в количество от 4,00 - 20,00 тегл.% като модификатор на горене.
7. Състав съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че съдържа 2,4-диазидо-6-азидоетокси симетричен триазин като органично азидно съединение.
8.7. Състав съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че съдържа допълнително 0,10 - 0,15 тегл.% неорганичен пигмент.
9. Състав съгласно претенция 8, характеризиращ се с това, че съдържа сажди, железен оксид, червено олово или смес от тях като неорганичен пигмент.