Піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання

Реферат: Корисна модель належить до піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, до складу якої входить пальне, окислювач і цементатор. UA 76918 U (54) ПІРОТЕХНІЧНА СПОЛУКА ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ UA 76918 U UA 76918 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі піротехніки, зокрема до піротехнічних речовин/сполук, а саме до піротехнічних сполук, які при згорянні створюють факел інфрачервоного випромінювання. Піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання військового призначення може застосовуватися для наповнення контейнерів/патронів (піротехнічних виробів) захисного призначення, в основному для захисту літальних апаратів від засобів ураження з інфрачервоними головками самонаведення (як помилкова ціль, на яку спрацьовує зазначений засіб ураження). Відома піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання, до складу якої входить пальне, окислювач і цементатор, при цьому як цементатор використовують речовину марки "вітон" або смолу фторкаучукову - фторкаучук [1]. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання належить те, що температура горіння піротехнічної сполуки сягає 2000…2200 °C, при цьому максимум випромінювання спостерігається у короткохвильовому діапазоні спектра (1,3…1,5 мкм), а на середньохвильовий діапазон інфрачервоного випромінювання (3…5 мкм), у якому функціонує переважна більшість інфрачервоних головок самонаведення, припадає не більше 15-20 % сумарної енергії випромінювання факела піротехнічної сполуки. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання належить також й те, що вона не містить речовин (наприклад, фосфору червоного), які при взаємодії з основними компонентами зможуть підвищити силу випромінювання інфрачервоного спектра. Відома піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання, до складу якої входить пальне, окислювач і цементатор, при цьому як додаткове пальне вона містить органічні добавки [2]. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання належить те, що сполучення за масою речовин, які входять до складу заряду, що при згорянні виділяє факел інфрачервоного випромінювання, не забезпечують достатньої сили інфрачервоного випромінювання у середньохвильовому діапазоні спектра. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання належить також й те, що існують труднощі в підпалі суміші - потрібні перехідні сполуки. Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за задачею, яка вирішуються у корисній моделі, що вибрано за найближчий аналог (прототип), є піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання, до складу якої входить пальне, окислювач і цементатор [3]. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, яку вибрано за найближчий аналог (прототип), належить те, що сполучення за масою речовин, які входять до складу заряду, що при згорянні виділяє факел інфрачервоного випромінювання, не забезпечують достатньої сили інфрачервоного випромінювання у середньохвильовому діапазоні спектра. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання належить й те, що вона не містить речовин (наприклад, фосфору червоного), які при взаємодії з основними компонентами зможуть підвищити силу випромінювання інфрачервоного спектра. До недоліків відомої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання належить також й те, що існують труднощі в підпалі суміші (піротехнічного заряду) - потрібні перехідні сполуки. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом введення до складу піротехнічної сполуки фосфору червоного технічного та зміни відсоткового за масою вмісту компонентів забезпечити підвищення сили інфрачервоного випромінювання піротехнічної сполуки у середньохвильовому діапазоні спектра та полегшення підпалювання піротехнічної сполуки. Суть корисної моделі в піротехнічній сполуці інфрачервоного випромінювання, до складу якої входить пальне, окислювач і цементатор, полягає в тому, що як пальне використовують дрібнодисперсний порошок магнію та додатково дрібнодисперсний порошок фосфору червоного технічного, як окислювач використовують дрібнодисперсні гранули фторопласта або іншої речовини з аналогічними фізико-хімічними характеристиками, а як цементатор використовують фторкаучук марки СКФ-32 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: порошок магнієвий - 45-70 %, фосфор червоний технічний - 5-25 %, фторопласт - 20-45 %, фторкаучук - решта. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що як цементатор використовують суміш фторкаучука в ацетоні технічному в співвідношенні 1:4. Вирішення поставленої задачі в піротехнічній сполуці інфрачервоного випромінювання, що заявляється, дійсно можливо тому, що: - шляхом додавання до складу сполуки такого компонента, як фосфор червоний технічний забезпечується підвищення сили інфрачервоного випромінювання піротехнічної сполуки (при згорянні піротехнічної сполуки порошок магнієвий реагує переважно з окислювачем, що входить до складу піротехнічної сполуки, а фосфор червоний технічний окислюється переважно за 1 UA 76918 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 рахунок атмосферного кисню, що призводить до зниження загальної температури факела до величини 1400…1500 °C, та зростання площі поверхні випромінювання факела на 30…40 %, завдяки чому максимум інфрачервоного випромінювання спостерігається у діапазоні спектра 2…2,4 мкм, а частка сумарного випромінювання піротехнічної сполуки у середньохвильовому діапазоні спектра (3…5 мкм) складає 30…35 %); - шляхом додавання до складу сполуки такого компонента, як фосфор червоний технічний забезпечується простота підпалу піротехнічної сполуки; - шляхом зміни відсоткового складу в парі фосфору і окислювача забезпечується (при згорянні піротехнічного заряду - піротехнічної сполуки) підвищення сили інфрачервоного випромінювання в 1,5…2 рази для середньохвильового діапазону спектра (3…5 мкм). Таким чином піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання, що заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень, де на Фіг. 1 показано відсотковий склад піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, за співвідношенням компонентів (мас. %) у загальному об'ємі речовини, на Фіг. 2-5 показано етапи процесу виготовлення піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, з компонентів, які входять до її складу, на Фіг. 6 показано схему використання виготовленої піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, як піротехнічного заряду (що застосований у піротехнічному виробі інфрачервоного випромінювання). Піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання, що заявляється (див. схему на Фіг. 1), виготовляється в промислових умовах таким чином (як варіант технологічного процесу - див. послідовно схеми на Фіг. 2-5). Технологія приготування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, полягає в підготовці матеріалів, їхньому дозуванні, примусовому перемішуванні (змішуванні), сушінні, розфасовці та пресуванні. Великий вплив на якість виготовлення піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, здійснює вибір типу здрібнювача, змішувача та час перемішування. Для виготовлення компонентів (які входять до складу піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється) у вигляді дрібнодисперсних часток, використовують пристрої для здрібнювання речовини будь-якого типу. Для змішування здрібнених компонентів (які входять до складу піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється) застосовуються змішувачі примусової дії, у яких більш інтенсивне перемішування досягається за допомогою обертових шнеків, лопаток або інших подібних пристроїв. На фізико-механічні властивості піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, впливає також і час перемішування. При недостатній тривалості перемішування погіршується однорідність речовин. Оптимальна тривалість перемішування залежить від виду компонентів (в основному, від виду порошку магнієвого (наприклад, марки МПФ-3, ГОСТ 6001), фосфору червоного технічного (ГОСТ 24024.9-81) та фторопласту (наприклад, марки "С", ГОСТ 13744-87) і підбирається дослідним шляхом. Особливу увагу на час перемішування звертають при підготовці пального (наприклад, при використанні порошку магнієвого та фосфору червоного технічного для виготовлення пального). Великий вплив на якість виготовлення піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, здійснює сушіння компонентів, що входять до складу пального (час сушіння та температура сушіння), та вихідний контроль вологості. Також великий вплив на якість виготовлення піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, здійснюють характеристики пресування компонентів піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання. У таблиці 1 представлені компоненти, які служать для готування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, яка при відповідному складі (з'єднання за масою, %), характеризується підвищеними (відносно до прототипу) характеристиками сили інфрачервоного випромінювання при згорянні піротехнічного заряду (піротехнічної сполуки). 2 UA 76918 U Таблиця 1 Сполука Найменування компонента (сполука за масою, %) Порошок магнієвий 45-70 Фосфор червоний технічний 5-25 Фторопласт Фторкаучук 5 10 15 20-45 решта Фізичний стан тверде (дрібнодисперсний порошок) тверде (дрібнодисперсний порошок) тверде (гранули) тверде Характеристики компонента частки величиною 0,8-1,0 мм частки величиною 0,8-1,0 мм гранули величиною 0,8-1,0 мм Як варіант технологічного процесу приготування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, яка заявляється (див. послідовно схеми на Фіг. 2-5), починається з того, що ємність здрібнювачів (№ 1 і № 2) у яких компоненти пального підготовляють шляхом перемелювання відповідно до рецептури, попередньо заповнюється: - здрібнювач № 1 (позиція 1, див. схему на Фіг. 2) порошком магнієвим (позиція "ПМ"); - здрібнювач № 2 (позиція 2, див. схему на Фіг. 2) фосфором червоним технічним (позиція "ФЧ") (при цьому проводиться вхідний контроль вологості фосфору червоного і при необхідності проводиться його сушіння). У здрібнювачах № 1 і № 2 здійснюється здрібнювання закладених компонентів (що зазначені вище, які входять до складу піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, яка заявляється) до величин часток не більше 0,8-1,0 мм. Паралельно проводять готування окислювача (позиція "О") і цементатора (позиція "СЦ") (див. схему на Фіг. 2). У таблиці 2 представлені компоненти, які застосовують для готування фторкаучука, який входить складовою частиною до піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, і який при відповідному співвідношенні компонентів (1:4) забезпечує підвищення механічної міцності ущільнених (спресованих) сполук. 20 Таблица 2 Найменування компонента Фізичний стан Фторкаучук Ацетон технічний 25 30 35 тверде рідина Сполука (за співвідношенням компонентів, %) 20 80 Для готування окислювача (позиція "О") гранульований (до величини гранул не більше 1 мм) фторопласт (позиція "Ф") засипають в ємність (позиція 3) з ацетоном технічним (позиція "AT") і витримують його там протягом трьох діб (не менше 72 годин) - див. схему на Фіг. 2. Для готування цементатора (позиція "СЦ") смолу (позиція "С") марки СКФ-32 (а саме, фторкаучук - ГОСТ 1837) розчиняють в ємності (позиція 4) з ацетоном технічним (позиція "AT") на протязі однієї доби (не менше 24 годин) - див. схему на Фіг. 2. При зазначеному відповідному співвідношенні компонентів (1:4), а саме, одну частину фторкаучука і чотири частини ацетону технічного (ГОСТ 2768) змішують до отримання розчину, який витримують до повного випаровування ацетону. Просочений ацетоном технічним фторкаучук застосовують як компонент для готування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється (згідно з таблицею 1). Після підготовки зазначених вище компонентів піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, яка заявляється, їх поміщають у змішувач (позиція 5), при цьому просівають через сито (позиція 6) з дрібними осередками 1×1 мм (див. схему на Фіг. 3). Далі у змішувачі (позиція 5) роблять ретельне перемішування компонентів до утворення однорідної суміші. По закінченні етапу змішування (компонентів пального, окислювача та цементатора) зазначену суміш сушать (позиція «+t°») протягом 8 годин при температурі не нижче +60 °C (при цьому постійно контролюють вологість суміші і не допускають її збільшення більше 5 %). 3 UA 76918 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Сушіння підготовленої суміші здійснюють, наприклад, у сушильній шафі (позиція 7) (див. схему на Фіг. 4). Після сушіння проводять додаткове перетирання (наприклад, у здрібнювачі - позиція 8) суміші (позиція «C  ») для усунення можливих грудок злиплих компонентів. Перетерту суміш (позиція «C  ») просівають через сито (позиція 9) з осередками 1×1 мм (див. схему на Фіг. 4). Далі роблять ретельне перемішування компонентів до утворення однорідної суміші (за допомогою механічних пристроїв-змішувачів, позиція 10). Підготовлену суміш (позиція «C  ») засипають у форму (позиція 11) і проводять пресування 2 (на пресі 12) піротехнічного заряду під тиском Р=2000…3000 кг/см (див. схему на Фіг. 5). Після пресування отримують готовий піротехнічний заряд (позиція "ПЗ"), який вставляють у корпус/гільзу (позиція 13) пристрою (позиція 14) для вистрілювання піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання (див. схему на Фіг. 5) [5], [6] і [7]. Вище показано один з варіантів технологічного процесу виготовлення піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, як піротехнічного заряду, який при підпалюванні створює факел із інфрачервоним випромінюванням. Виробництво піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, може відрізнятися послідовністю виконання технологічних операцій (див. послідовність на Фіг. 3-6) або в порядку, коли: - спочатку виготовляється пальне, а потім окислювач; - або коли спочатку виготовляється пальне, а потім паралельно чи послідовно окислювач і цементатор (чи навпаки); - або у варіанті, коли пальне, окислювач і цементатор закладаються відразу у змішувач у визначених за технологією пропорціях (у визначених вище варіантах); - або у менших пропорціях з поступовим доведенням компонентів до відсотків мас, що визначено за технологією. Застосування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, яка заявляється, здійснюється таким чином. За допомогою електрозапалювальної втулки (позиція 15) підпалюють вибивний заряд (з димного пороху - позиція 16), який у свою чергу підпалює запальник (17) та піротехнічну сполуку (позиція 18) інфрачервоного випромінювання, яка заявляється, що знаходиться в корпусі/гільзі (позиція 13) і загерметизована пижом (позиція 19), і викидає вже підпалену піротехнічну сполуку (позиція 18) з внутрішньої порожнини (позиція 20) зазначеного пристрою (позиція 14) для вистрілювання піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання (див. схему на Фіг. 6) [4]. Завдяки тому, що співвідношення "окислювач-пальне" виконано збідненим, частина продуктів (особливо фосфор червоний технічний, що характеризується пониженою температурою згонки) згоряє у кисні атмосферного повітря за межами заряду, створюючи додаткову зону горіння. Підвищення ефективності застосування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, відносно прототипу, досягається за рахунок застосування компонентів (речовин), які поліпшують фізичні характеристики піротехнічної сполуки (що заявляється) в цілому. Присутність у піротехнічній сполуці інфрачервоного випромінювання, що заявляється, компонента у вигляді фосфору червоного технічного, приводить до простоти підпалювання піротехнічної сполуки, підвищення площі горіння і, як слідство, підвищення сили інфрачервоного випромінювання піротехнічної сполуки. Також підвищення ефективності застосування піротехнічної сполуки інфрачервоного випромінювання, що заявляється, відносно прототипу, досягається за рахунок зміни відсоткового складу в парі фосфору і окислювача забезпечується підвищення до максимуму сили інфрачервоного випромінювання при згорянні піротехнічного заряду (піротехнічної сполуки). Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації № 2046123 від 20.10.1995 (Бюл. № 29) "Пиротехнический состав красного огня", МПК 6 С 06 В 33/00 - аналог. 2. Патент Російської Федерації № 2135438 від 27.08.1999 року "Пиротехнический состав", МПК 6 С 06 В 27/00, Н 01 М 6/20 - аналог. 3. А.А. Шидловский "Основы пиротехники". Издание четвертое, переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1973 - 320 с, §8. Краткие сведения о пиротехнических ИКизлучателях, стр. 155-160 - прототип. 4. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. - М.: Советское радио, 1978. - 400 с. 5. Патент Російської Федерації № 2231742 від 2004 року. 6. Патент Російської Федерації № 2367891 від 05.08.2008 року. 4 UA 76918 U 7. Патент Російської Федерації № 2398178 від 27.08.2010 року. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Піротехнічна сполука інфрачервоного випромінювання, до складу якої входить пальне, окислювач і цементатор, яка відрізняється тим, що як пальне використовують дрібнодисперсний порошок магнію та додатково дрібнодисперсний порошок фосфору червоного технічного, як окислювач використовують дрібнодисперсні гранули фторопласта або іншої речовини з аналогічними фізико-хімічними характеристиками, а як цементатор використовують фторкаучук марки СКФ-32 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: порошок магнієвий 45-70 фосфор червоний технічний 5-25 фторопласт 20-45 фторкаучук решта. 2. Піротехнічна сполука за п. 1, яка відрізняється тим, що як цементатор використовують суміш фторкаучука в ацетоні технічному в співвідношенні 1:4. 5 UA 76918 U 6 UA 76918 U 7 UA 76918 U 8 UA 76918 U 9 UA 76918 U 10 UA 76918 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11