Основы химии и технологии порохов и твёрдых ракетных топлив

Параметры и примерный режим работы кожаных бочек [85]

По окончании смешения тройная смесь выгружается через сито в контейнеры и перевозится в другое здание, где производится ее уплотнение методом глухого горячего прессования на аппарате этажерочного типа (см. рис. 4.4).

Сначала подготавливают «конверты» размером 600x600 мм с пороховой массой. Для этого на медный лист устанавливают деревянную рамку, насыпают слой массы высотой 30 мм, рамку снимают, а сверху укладывают второй медный лист. Всю эту сборку заворачивают в брезентовый чехол и помещают между стальными полыми плитами пресса (20-40 конвертов, каждый отдельно).

Загрузка одного конверта составляет 4 кг. Полые плиты обогревают паром и сжимают механическим или гидравлическим способом.

Рис. 4.4. Пресс этажерочного типа для горячего прессования ДП [87]

В табл. 4.5. приводятся режимы прессования на этажерочном прессе для получения определенной плотности пороховой плитки. Следует отметить, что при уплотнении ДП без обогрева (при комнатной температуре), например на бегунах и специальных прессах, для получения плотности пороха, равной 1,85-1,90 г/см3, требуются давления 450-600 МПа (рис. 4.5) [85, 86].

При прессовании с нагревом сера размягчается (но не плавится), обеспечивая пластические деформации пороховой массы и ее уплотнение.

Плавление серы может привести к ухудшению однородности состава. По окончании процесса прессования и охлаждения плиток они

разбиваются на специальном станке на куски (~ 10x10) и поступают на стадию зернения (получения пороховых зерен определенных размеров).

Р, МПа

Рис. 4.5. Зависимость плотности (1) и скорости горения (2) изделий из ДП от давления прессования при их получении [86]

(ф о рм оват ь без нагрева)

Операция проводится на зернильной машине, которая имеет три пары бронзовых валков, расположенных над ситами с отверстиями опреде­ ленных размеров. Первые валки имеют зубчатую поверхность, вторые - рифленую, третьи - гладкую (см. рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема работы зернильной машины:

1 - загрузочный вибрационный бункер;

2 - вибросито; 3 - элеватор.

П - пороховая пыль; К - кондиционные зерна; Кз - крупные зерна

Размеры зерен регулируются расстоянием между валками и размерами ячеек сит. Крупные куски подаются элеватором на вторичное зернение, а пыль возвращается (добавляется) в тройную смесь. Выход кондиционных зерен составляет примерно 50%. Операция зернения очень опасна из-за наличия трущихся поверхностей и образования большого количества пыли. Управление процессом - дистанционное, с пульта..После этой операции получаются зерна с острыми углами и шероховатой поверхностью, поэтому они неудобны в эксплуатации.

Для того чтобы сгладить острые углы зерен, округлить их, затереть открытые поры, уплотнить наружную поверхность, уменьшить гигро­ скопичность, чувствительность к трению, пылеобразование при перевозке и эксплуатации, а также увеличить гравиметрическую плотность, произ­ водится операция полировки пороха. С этой целью используются дубовые или буковые бочки с гладкой внутренней поверхностью.

Полировка осуществляется за счет трения частиц пороха друг о друга. При этом большое значение имеет степень влажности пороха. Сухой порох дает много пыли и медленно полируется. Поэтому в аппарат вводится ~ 3 мае. % воды. Температура массы повышается за счет трения пороховых частиц примерно до 50°С; вода постепенно испаряется, и порох сушится. На этой стадии применяются и непрерывнодействующие полировальные барабаны.

После полирования порох охлаждается, просеивается через сита для отделения годного зерна от образовавшихся комков и пыли. Окончательно пыль отделяется в буратах - аппаратах шестигранного сечения (рис. 4.7), при вращении которых пыль удаляется через сетку с ячейками соответствующих размеров.

Сортировка пороха производится для окончательного разделения зерен по размерам, соответствующим сортам изготовляемого пороха. С этой целью используется наклонный грохот, состоящий из ряда шелковых сит с определенными размерами ячеек.

матрицы, вращается вместе с ним, причем во время полного оборота он постепенно прессуется верхним и нижним пуансонами до необходимой плотности. После этого готовый пороховой элемент выталкивается нижним пуансоном, а свободное гнездо подходит под мерную (питающую) воронку.

Пороховые замедлители предназначаются для создания определенного замедления в действии взрывателя. Их устанавливают на пути прохода луча огня от капсюля-воспламенителя к капсюлю-детонатору. Замедлитель представляет собой сплошной пороховой столбик определенной высоты и плотности (р ~ 1,8 г/см3) в зависимости от заданного времени замедления, запрессованный в своем гнезде таким образом, чтобы гарантировать его горение параллельными слоями без проскока луча огня в зазоры между стенками гнезда и столбиком.

На рис. 4.11. показана сборка для запрессовки замедлителя из ДРП №2 или ДРП №3.

Рис. 4.11. Сборка для запрессовки замедлителя из ДП [87]:

1 - пуансон; 2 - втулка замедлителя; 3 - опорное кольцо; 4 - замедлитель; 5 - матрица; 6 - поддон

Пороховой усилитель предназначен для усиления луча огня от капсюлявоспламенителя и представляет собой пороховой столбик с каналом по оси, запрессованный под относительно небольшим давлением до плотности менее 1,7 г/см3, и должен сгорать быстро.

Рис. 4.12. Сборка для запрессовки усилителя из ДП [87]:

1 - пуансон; 2 - кольцо; 3 - игла; 4 - втулка усилителя; 5 - усилитель; 6 - матрица

Запрессовку пороховых усилителей производят в основном так же, как и замедлителей, но устройство сборки отличается наличием осевого стержня (для формования осевого канала в усилителе), соответствующий ему канал имеется и в пуансоне (см. рис. 4.12.*).

Для изготовления усилителей применяют ДРП-3.

Производство огнепроводного шнура

Огнепроводный шнур является средством для передачи луча огня от какого-либо начального импульса к капсюлю-детонатору или пороховому заряду.

Шнур представляет собой слабоспрессованную сердцевину из шнуро­ вого пороха, плотно охваченную снаружи хлопчатобумажной пряжей. Внутри пороховой сердцевины для равномерного распределения пороха по всей длине шнура пропущена направляющая хлопчатобумажная нить.

Для предохранения от влаги шнуры покрываются водонепроницаемыми оболочками, в соответствии с которыми (при одинаковой сердцевине) определяется марка шнура, его водоустойчивость и области применения.

Наиболее распространены следующие марки огнепроводных шнуров (ОШ):

ОША - огнепроводный шнур асфальтированный, применяемый во влажных и сухих средах;

ОШДА - огнепроводный шнур двойной асфальтированный, применяе­ мый во влажных средах и под водой;

ОШП - огнепроводный шнур пластикатный (покрыт полихлорвиниловым пластиком), применяемый во влажных средах и под водой.

На рис. 4.13 схематично показана конструкция огнепроводных шнуров на основе дымного пороха марок ОШП (а) и ОШДА (б).

Технологический процесс изготовления ОШ состоит из следующих операций:

•подготовка исходных компонентов и материалов;

•получение основы шнура;

•обработка основы (нанесение влагозащитных оболочек-покрытий).

шнуровой порох 2; через центр воронки протягивается с определенной скоростью направляющая хлопчатобумажная нить 1. Порох ссыпается тонкой струей вниз по медной трубке, по выходе из которой оплетается на первом диске хлопчатобумажной пряжей, затем на втором диске покрывается второй оплеткой и наматывается на катушку 8. После первой оплетки шнур проходит контрольный прибор 5, который представляет собой два валика, соединенных пружиной. Шнур проходит между

валиками; если сердцевина не содержит пороховых зерен, то валики сближаются, включается блокировочное приспособление, останавли­ вающее станок. Бракованный участок вырезают сразу или помечают и вырезают позже.

Рис. 4.14. Схема обмоточного станка [86]: 1 - направляющая нить; 2 - подача ДП;

3 - воронка; 4 - шпули с пряжей (первый слой оплетки); 5 - контрольный прибор; 6 - нижний диск со шпулями (второй слой оплетки);

7 - натяжное приспособление; 8 - приемная катушка

При обработке основы для получения ОШДА проводится первая осмолка - нанесение слоя смеси каменноугольного пека и шпалопро­ питочного масла протягиванием основы через ванну с этим составом при 130-150°С (для этой цели применяется также сосновая смола) и намотка на катушку. Затем производится покрытие шнура асфальтовой мастикой при 90°С (в соответствующих ваннах, в стенках которых также расположены обжимные матрицы), наносится третья хлопчатобумажная оплетка на обмоточном станке, проводится повторное асфальтирование, нанесение слоя парафина и опудривание тальком.

Шнуры режутся на куски длиной 10 м и свертываются в круги. Нанесение влагозащитной оболочки из полихлорвинила осуществляется

экструдером, через головку которого протягивается основа шнура.

К огнепроводным шнурам предъявляются следующие требования, которые тщательно контролируются:

• постоянство скорости горения (U=10±l мм/с) и полнота сгорания; причинами отклонения величин U могут быть:

а) слабая набивка сердцевины порохом (повышение скорости горения); б) переуплотнение сердцевины (понижение скорости горения);