Патент на изобретение №2151735
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА
(57) Реферат: Изобретение относится к пиротехнике и используется для получения технического кислорода. Сущность состоит в том, что в пиротехническом составе, содержащем неорганический окислитель – перхлорат калия, в качестве горючего используют молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%: перхлорат калия 80 – 95, молибден 5 – 20. Технический результат заключается в следующем: скорость горения 16 – 180 мм/с, удельное газовыделение 189 – 290 см3/г, содержание кислорода не менее 98,5 об.%, температура горения 490 – 1260°С. 1 табл. Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано для быстрого получения большого количества технического кислорода и для создания в объеме высокого давления газа. В различных областях промышленности, где кислород используется в больших количествах как окислитель при проведении многообразных быстропротекающих процессов горения, к кислороду не предъявляют жестких требований по чистоте. Трудности в разработке кислородных быстросрабатывающих пиротехнических устройств связаны прежде всего с тем, что в них должны использоваться пиротехнические составы, генерирующие большое количество кислорода под давлением с относительно высокой температурой горения до 1000oC и более. А как известно [1] , при таких температурах и повышенном давлении газа кислород энергично взаимодействует с металлами и их сплавами. Известен [2] пиротехнический состав для получения кислорода в системах жизнеобеспечения на летательных и подводных аппаратах, в спасательных средствах защиты органов дыхания. Состав содержит, мас.%: хлорат натрия 75 – 90; магний; 2 – 5; катализатор (кислородные соединения кальция из ряда, включающего CaO2, CaO, Ca(OH)2 или их смесь) 5 – 23. Состав имеет удельное газовыделение кислорода 230 – 265 см3/г при температуре горения 610 – 700oC. состав не содержит токсичных соединений. Недостатками составов является малая скорость распространения зоны реакции (менее 1 мм/с). Поэтому такие составы используются в кислородных свечах, а генерируемый ими кислород может использоваться в системах жизнеобеспечения человека. Известен [3] состав для получения кислорода посредством самоподдерживающейся каталитической реакции разложения. Состав содержит, мас.%: хлорат натрия 95 – 96; оксалат кобальта 4 – 5. Скорость горения данного состава находится в пределах 0,52-0,55 мм/с, выход кислорода достигает 294,8 см3/г. Недостатком состава является малая скорость горения, менее 1 мм/с. Известен состав [4] для получения кислорода в системах жизнеобеспечения летательных и подводных аппаратов, содержащий, мас.%: перхлорат калия 60 – 90; порошок алюминия 5 – 30; пероксид бария 5 – 10. Выход кислорода при горении состава находится в пределах от 150 до 250 см3/г при его чистоте 99,3 – 99,7 об.% Основные примеси в кислороде: пары влаги 0,2 – 0,6 об.%; углекислый газ менее 0,1 об.%; окислы азота менее 0,01 об. %; углеводороды менее 0,001 об.%; хлор в пределах точности метода определения не обнаружен. Скорость горения состава достигает величин 2,5 – 15,0 мм/с при температуре горения соответственно 1100 -1800oC. Недостатками указанного состава является относительно высокая температура горения – более 1100oC и недостаточная скорость горения – не более 15 мм/с. Данный состав как наиболее близкий по технической сущности выбран нами в качестве прототипа. Настоящее изобретение решает задачу снижения температуры горения при одновременном повышении скорости горения кислородо-генерирующего состава при сохранении на достаточно высоком уровне удельных характеристик по газовыделению. Технический результат, полученный при использовании изобретения, заключатся в следующем: – температура горения пиротехнического состава 490 – 1260oC; – скорость горения 16 – 180 мм/с; – удельное газовыделение кислорода 189 – 290 см3/г; – чистота газа – не менее 98,5 об.% Это достигается тем, что в пиротехническом составе, включающем неорганический окислитель – перхлорат калия и горючее – порошок металла, согласно изобретению в качестве горючего используют порошок молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%. Перхлорат калия – 80 – 95 Молибден – 5 – 20 Отличительные признаки от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию “новизна”. Анализ известных пиротехнических составов не выявил составов, содержащих признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого состава, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию “изобретательский уровень”. Для подтверждения соответствия заявляемого технического решения критерию “промышленная применимость” были изготовлены и испытаны образцы, см. таблицу. Составы готовят путем смешивания в малом смесителе предварительно просушенных при 90 – 100oC компонентов, а для перхлората калия – предварительно дробят и отбирают фракцию, прошедшую через сито с размером ячейки 40 мкм. Полученную смесь прессуют в медные стаканчики в виде таблеток диаметром 20 мм, высотой 10 мм с относительной плотностью не менее 0,7. Формирование фронта горения состава в стаканчике производили с помощью поджигающего состава, запрессованного в виде 2 мм таблетки. Выделяющийся при горении газ охлаждался на медном металлорезиновом фильтре пористостью 40-50%, расположенном в противоположном от поджига торце медного стакана, и собирался в камере сгорания, в которой производилось срабатывание испытуемого образца. Инициирование горения поджигающей таблетки производили нихромовым мостиком накаливания воспламенительного устройства. Скорость горения состава в образце определяли по времени его сгорания. Окончание процесса горения определяли по максимуму давления газа с помощью датчика давления, установленного в камере сгорания. Запись процесса срабатывания испытуемых образцов производили на шлейфовом осциллографе H 071. Выделившийся газ отбирался из камеры сгорания и анализировался на масс-спектрометре или газовом хроматографе. Данные о составе образцов и результаты их испытаний представлены в таблице. Из данных, приведенных в таблице, следует, что изобретение позволяет получить высокий выход кислорода от 189 до 290 см3/г с чистотой не менее 98,5 об.% при скоростях горения от 16 до 180 мм/с и температуре горения соответственно от 490 до 1260oC. Оптимальные значения скорости горения 100 мм/с, температуры горения 770oC, удельного газовыделения 270 см3/г получаются при соотношении компонентов, мас.%: KClO4 92; Mo 8. Предлагаемый состав позволяет решить проблему создания быстросрабатывающего генератора кислорода. Список использованных источников. 2. Пиротехнический состав для получения кислорода. Описание изобретения к патенту РФ. RU 2057707. C 01 B 13/02. Опубликовано БИ N 10, 1996, с. 182. 3 Состав для получения кислорода. А.С. 1604729. C 01 B 13/02. Опубликовано БИ N 41, 1990, с. 11I. 4. Состав для получения кислорода. Описание изобретения к патенту РФ N 2061650. C 01 B 13/02. Опубликовано БИ N 16, 1996, с. 190. Формула изобретения
Перхлорат калия – 80 – 95 Молибден – 5 – 20ц РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 12.08.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 13-2004
Извещение опубликовано: 10.05.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
