Производство пиротехнических изделий

Пиротехника — наука о свойствах изделий из огневых составов и способах изготовления. Компоненты, особенности металлических и неметаллических горючих элементов. Сигнальные, дымовые составы; принципы их составления и расчета; технологическое оборудование.

Рубрика Химия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.02.2012
Размер файла 93,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В Америке был предложен рецепт состава, горевшего со скоростью 10 см в 24 сек. и давшего густой чёрный дым. Он состоял из следующих составных частей (в%):

Гексахлорэтана - 60,5

магния порошком - 18,6

нафталина - 20,9

Летучесть нафталина. расстраивавшая состав, и низкая точка плавления смеси нафталина с гексахлорэтаном являлись большими недостатками этой смеси (точка плавления нафтали 80 С, гексахлорэтана 184 С, а смеси 8 частей первого с 20 частями второго - 53,5 С). Поэтому нафталин был заменён антрацеином, который в то же время служил и замедлителем скорости горения состава, что позволяло регулировать действие последнего. Антрацена бралось 9 вес. частей вместо 8 вес. частей нафталина.

Размер частиц магния также влияет на скорость горения: чем крупнее порошок, тем медленнее идёт реакция. При сжигании этой смеси очень важно, чтобы оно происходило при свободном притоке кислорода. Если приток его хотя сколько-нибудь затруднить, как это обычно устраивается для других дымовых составов, то есть если дым выпускать через относительно малые отверстия, то он становится серым, а не чёрным. Антрацен при этом, по всей вероятности, не разлагается, а возгоняется и улетучивается. Запалом состава делается смесь (в вес. частях):

перманганата калия - 8

восстановленного железа - 7

Дым получается густой и чёрный, лучший, чем из остальных составов.

1.6.6 Желтый дым

Дым этого цвета получается возгонкой подходящих желтых красителей, из которых хорошие результаты даёт желтый аурамин, но дым от него получается с зеленоватым оттенком, который уничтожается добавкой оранжевого хризоидина, образующего отличный оранжевый дым. Проверкой комбинаций этих красителей выработан состав (в %):

бертолетовой соли - 33

молочного сахара - 24

желтого аурамина - 34

оранжевого хризоидина - 9

Скорость сгорания 10 см состава равна 72-75 сек. Зажигание производится спрессованными столбиками бертолетовой смеси с углем или пороховой мякоти с декстрином.

1.6.7. Красный дым

Красный дым получается от применения красителя, называемого «красной паранитранилиновой», выбранного после многих изысканий и признанного наилучшим по получаемому из него дыму.

Рецепт состава (в %):

бертолетовой соли - 20

молочного сахара - 20

красной паранитранилиновой - 60

Скорость сгорания 10 см состава - 100 сек. Уменьшением количества хлората и увеличением количества хлората и увеличением на то же количество красителя, при постоянном количестве сахара, можно получать замедление горения и увеличение густоты дыма. Другими красителями, дающими тот же эффект, являются родамин и паратонер, которые можно употреблять в отдельности и в комбинации друг с другом (1:3).

1.6.8 Зелёный дым

Зелёный цвет дыма не был получен из зелёных красителей, его удалось получить лишь из смеси синего красителя с желтым. Причем красители, входящие в смесь, должны обладать по возможности одинаковой летучестью, то есть переходить в летучее состояние при одной и той же температуре и улетучиваться с одинаковой скоростью, иначе цвет дыма не будет постоянным. Изменением количественных соотношений. входящих в смесь красителей, получаются различные оттенки дыма.

Темно-зеленый дым получается при горении состава (в %):

бертолетовой соли - 33

молочного сахара - 26

индиго искусственного - 26

аурамина желтого - 15

1.6.9 Синий дым

Хороший дым получается от применения синих красителей: синтетического индиго, метиленовой синей и других. Лучшие составы даёт синтетический индиго, образующий хорошее облако темно-синего дыма. Примерный рецепт с этим красителем (в %):

бертолетовой соли - 35

молочного сахара - 25

индиго - 40

Дымовые составы, применяемые в порошкообразном запрессованном состоянии, горят относительно медленно, что даёт возможность получать дым на длительный промежуток времени.

При необходимости же получить мгновенно большое облако дыма составы сжигаются в гранулированном состоянии в мешочках из ткани.

1.7 Флегматизаторы

Флегматизаторами называют вещества, снижающие восприимчивость пиротехнических смесей к различным видам начального импульса.

Обычно введение в составы мягких пластических или инертных маслянистых веществ уменьшает их чувствительность. Чувствительность к трению уменьшается из-за уменьшения трения между частицами составов и телами передающими на них механические усилия, таким образом снижается количество мест концентрации энергии, кроме того при трении происходит плавление и испарение веществ флегматизаторов, на что затрачивается дополнительное количество подводимой механической энергии.

Чувствительность к форсу пламени понижается, по-видимому, из-за образования на поверхности частиц горючего и окислителя пленки разделяющей границы фаз, между которыми образуются начальные очаги химической реакции, кроме того на плавление и испарение таких пленок расходуется значительное количество подводимой тепловой энергии.

Флегматизаторами уменьшающими концентрацию напряжений служат обычно такие вещества как парафин, стеарин, церезин, вазелин, различные масла.

На чувствительность к удару введение органических флегматизаторов не оказывает значительного влияния. В хлоратно-металлических составах введение таких веществ как парафин и стеарин несколько увеличивает чувствительность, поскольку, указанные вещества являются хорошо окисляемыми горючими для данного класса окислителей. Введение же в хлоратные составы трудноокисляемых пластических веществ, таких как мягко-пластичные фторопластовые полимеры должно понижать их чувствительность.

При передаче ударных нагрузок на частицы окислителя и горючего происходит ударное взаимодействие их фаз, в следствии чего пленка флегматизатора претерпевает так называемое взрывное выдавливание, позволяя частицам окислителя и горючего соударяться, концентрируя на соударяемых поверхностях тепловую энергию. Для предотвращения такого соударения необходимо в качестве флегматизаторов подбирать мягко-пластичные вещества, обладающие значительной адгезией к употребляемым в данной смеси окислителям и горючим, незначительной текучестью и сравнительно низкой температурой плавления и испарения при большой теплоте парообразования.

Безусловными флегматизаторами снижающими чувствительность составов ко всем видам начального импульса являются вещества не принимающие активного участия в процессах горения. К таким веществам относятся окись магния, окись алюминия, при отсутствии в составах свободных металлов, карбонаты, оксалаты. Однако, такие вещества понижают чувствительность только если они введены в значительных количествах, а значит они не являются типичными флегматизаторами, а являются только инертными разбавителями, ухудшающими свойства состава по получению максимального специального эффекта и уменьшающими чувствительность.

1.8 Каталитические добавки

До сих пор не разрешена полностью проблема катализа при горении пиротехнических составов. Имеются работы по исследованию влияния различных каталитических добавок на скорость горения модельных составов ракетного топлива с окислителем -- перхлоратом аммония. Известно, что добавка ферроцена во многих случаях ускоряет процесс горения. Выяснено, что при прочих равных условиях ускоряющее действие катализаторов будет тем больше, чем медленнее протекает основной (некатализируемый) процесс горения. Следовательно, наибольшее действие катализаторы будут оказывать на горение низкотемпературных составов; при повышении давления влияние катализатора на скорость горения будет уменьшаться.

В пиротехнике для двойных смесей используются термины:

нижний и верхний концентрационные пределы, под которыми понимается то наименьшее и наибольшее содержание горючего (в вес. %), при которых смесь способна к горению. Очевидно, эти пределы зависят от внешнего давления и начальной температуры. Наличие катализатора во многих случаях способствует снижению нижнего концентрационного предела, а также в некоторых случаях может способствовать повышению верхнего концентрационного предела

пиротехника огневой дымовой состав

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Принципы составления и расчёта пиротехнических составов

После выбора основных компонентов смеси возникает задача подбора массовых соотношений компонентов состава, причем количество окислителя должно быть достаточным для сгорания всего горючего без участия кислорода воздуха.

2.1.1 Расчет двойных смесей

Для получения рецепта двойной смеси необходимо записать уравнение реакции горения и на его основании произвести расчет массовых соотношений между окислителем и горючим. Рассмотрим конкретный пример.

KClO4 + 4Mg = KCl + 4MgO

Атомный вес калия 39, 1у.е.; хлора 35,45у.е.; кислорода 16у.е. Общий вес перхлората калия составляет 39,1 + 35, 45 + 16 * 4 = 138,55у.е., округленно - 139у.е. Атомный вес магния 24,31у.е. * 4 = 97,24у.е., округленно - 97у.е. Таким образом, на 139г перхлората калия приходится 97г магния. Сложив количество окислителя и горючего, получаем: 139г + 97г = 236г смеси.

Составляем пропорции:

236г : 100% = 139г : х% откуда х = 59,9% KClO4

236г : 100% = 97г : х% откуда х = 41,1% Mg

Округляем полученные цифры и получаем рецепт состава: 59% KClO4 и 41% Mg.

При составлении уравнений далеко не всегда можно предугадать состав конечных продуктов реакции с полной уверенностью, особенно это касается тех случаев, когда реакция разложения окислителя проходит в несколько стадий, окислитель недостаточно энергичен, температура реакции недостаточно высока, горючее недостаточно калорийно, имеет органическое происхождение, или является солями кислот, например, желтая кровяная соль. Знание состава конечных продуктов реакции, а, значит, и составление точного уравнения возможно только в том случае, когда имеются данные химического анализа продуктов реакции. Не имея их можно говорить только о вероятном уравнении реакции горения.

2.1.2 Расчет тройных и многокомпонентных смесей

В некоторых случаях тройные смеси можно рассматривать как состоящие из двух двойных смесей содержащих в себе один и тот же окислитель. Однако, это сравнение весьма приблизительно, так как наличие в составе двух разных горючих может резко изменить направление реакции и тогда этот подход становиться неприемлемым.

Так, например, в случае состава нитрат бария + алюминий + сера в результате его горения происходит взаимодействие между алюминием и серой с образованием Al2O3 и SO2. В состав продуктов горения такого состава могут входить также: BaO, Al2O3, Ba(AlO2)2, BaS, BaSO4, Al2S3, SO2, N2 и другие.

Состав продуктов горения зависит не только от соотношения компонентов в составе, но и от условий горения: давления, начальной температуры, условий теплоотвода и теплопередачи, плотности состава и так далее. При весьма приближенных расчетах тройных смесей, содержащих в себе окислитель, металлическое горючее и органическое горючее, например, какой-либо цементатор может использоваться следующий прием.

Пример: найти рецепт тройной смеси нитрат бария + магний + идитол. Составляя уравнение реакции или используя таблицы Демидова, находим рецептуры двойных смесей:

1. 68% Ba(NO3)2 на 32% Mg.

2. 88% Ba(NO3)2 на 12% идитола.

Считая, что содержание 4% идитола в составе обеспечивает достаточную механическую прочность осветительной звездки, выбираем соотношение двойных смесей равным 2:1, осуществляем расчет,(число 3, стоящее в знаменателе приводимых дробей, получается при сложении массовых частей обоих смесей).

Нитрат бария(68 * 2) / 3 + (88 * 1) / 3 = 75%

Магний(32 * 2) / 3 = 21%

Идитол(12 * 1) / 3 = 4%

Очевидно, что выбранное наудачу соотношение между двумя двойными смесями не является оптимальным и требует экспериментального уточнения с учетом достижения максимального специального эффекта, ожидаемого от осветительных составов. Можно привести еще несколько примеров составления рецептур тройных составов, однако, в любом случае окончательную точку ставит эксперимент.

Для практической работы проще составить рецепт основной смеси, а затем экспериментально подобрать количество вспомогательного вещества, являющегося горючим, одновременно корректируя введение окислителя в большую сторону. Достаточно сказать, что рецептура типичного тройного состава черного пороха была подобрана задолго до возникновения химической науки, причем эта рецептура практически не изменилась по сей день.

2.1.3 Расчет составов с отрицательным кислородным балансом

Во многих случаях специальный эффект пиротехнических составов повышается, если в процессе горения горючее окисляется не только кислородом окислителя, но также и кислородом воздуха. В этом случае повышается теплота горения состава, которая при прочих равных условиях тем больше, чем больше в нем будет содержаться полностью сгорающего горючего и меньше окислителя. Это возможно тогда, когда в окислении принимает участие кислород воздуха, который должен легко окислять применяемое в составе горючее.

Наиболее распространенным горючим, сгорание которого в составе может происходить также и за счет кислорода воздуха, является магний. Во многих случаях могут применяться составы, где лишь половина магния окисляется за счет кислорода окислителя, другая же половина сгорает за счет кислорода воздуха.

Трудноокисляемые горючие (грубодисперсные частицы алюминия, кремния) должны полностью окисляться кислородом окислителя, так как они не могут полностью сгореть за счет кислорода воздуха.

Количество горючего, которое может сгореть за счет кислорода воздуха, определяется опытным путем, сжиганием исследуемого горючего с различным количеством окислителя и последующим анализом продуктов горения. Составы, содержащие в себе количество окислителя, необходимое для полного сгорания горючего до высших окислов, называют составами с нулевым кислородным балансом.

Составы, содержащие в себе окислитель в количестве, недостаточном для полного окисления горючего называют составами с отрицательным кислородным балансом.

Большинство применяемых в настоящее время пиротехнических составов являются составами с отрицательным кислородным балансом.

Под термином "кислородный баланс (n) состава" понимают то количество кислорода в граммах, добавление которого необходимо для полного окисления всего горючего в 100 г состава.

Отношение количества окислителя, которое содержится в составе, к количеству окислителя, необходимому для полного сгорания всего содержащегося в составе горючего, называют коэффициентом обеспеченности состава окислителем ( k ). Кислородный баланс, при наличии которого в составе получается наилучший специальный эффект, называют оптимальным кислородным балансом.

При расчетах двойных смесей магния или алюминия с нитратами щелочных или щелочноземельных металлов используются понятия "активный" и "полный" кислородный баланс.

"Активный" баланс - это отдача окислителем только непрочно связанного, так называемого "активного" кислорода.

Sr(NO3)2 + 5Mg = SrO + N2 + 5MgO

"Полный" баланс - в расчет принимается весь кислород, содержащийся в окислителе, а уравнение составляется так, как будто металл, содержащийся в окислителе восстанавливается до свободного состояния.

Sr(NO3)2 + 6Mg = Sr + N2 + 6MgO

Составы с "полным" кислородным балансом фактически являются составами с отрицательным кислородным балансом, поскольку только в редких случаях окислитель может отдать весь содержащийся в его составе кислород на окисление горючего.

2.1.4 Расчет металлогалогенных составов

В металлогалогенных составах роль окислителя выполняет хлор или фторорганическое соединение, а роль горючего - активный металл.

Окислитель берется в таком количестве, чтобы содержащегося в нем хлора или фтора хватило на полное окисление металла до высшего хлористого или фтористого соединения.

Например:

C2Cl6 + 3Zn = 2C + 3ZnCl2

Для расчетов используется таблица 1, в которой указывается количество окислителя отдающего при распаде 1г хлора или фтора и количество металла, соединяющегося с 1г галогена.

Таблица 1

Хлорорганическое соединение (окислитель)

Молекулярный вес

Кол-во вещества, отдающее 1гр. СI

Металл-горючее

Атомный вес

Кол-во металла, соединяющееся с 1р. CI

Четырехлористьй углерод ССI4

154

1,08

Цинк

65,4

0,92

Гексахлорэтан С2СI6

237

1,11

Алюминий

27,0

0,27

Гексахлорбензол С6СI6

285

1,34

Магний

24,3

0,34

Гексахлорциклогексан (гексахлоран) С6Н6СI6

291

1,37

Цирконий

91,2

0,64

Поливинилхлорид (С2Н3СI)n

60,5

1,76

Железо

55,8

0,53 образуется FeCI3

0,79 образуется FeCI2

Пример: Рассчитать содержание компонентов в двойной смеси гексохлорэтан-алюминий, используя данные таблицы 6

Или в процентах: гексахлорэтан

(1,11 * 100) / 1,38 = 80,5%, алюминий 100 - 80,5 = 19,5%

Пример: рассчитать состав зеленого огня повышенной цветности, содержащий нитрат бария-гексахлорэтан-магний. Известно, что для получения пламени хорошей цветности с окислителями нитратами содержание хлорорганических соединений в составе должно быть не менее 15%

Решение: на соединение с 15% C2Cl6 потребуется (смотри таблицу 6)

(15 * 0,34) / 1,11 = 4,6% магния.

Разлагаясь, гексахлорэтан образует

(15 * 24) / 234 = 1,5% углерода,

который должен быть окислен как минимум CO. Пользуясь таблицами 1 и 5 находим в них цифры 3,27 и 0,75 и из пропорции 0,75 / 3,27 = 1,5 / х вычисляем необходимое для окисления углерода количество нитрата бария, х = 6,5%.

Теперь известно, что в 100г состава должно содержаться

15г C2Cl6 + 4,6г Mg + 6,5г Ba(NO3)2.

Узнаем сколько граммов состава приходится на двойную смесь

Ba(NO3)2+Mg: 100 - 15 - 4,6 - 6,5 = 73,9г.

Пользуясь таблицами 1 и 4, находим, что в 73,9г смеси содержится

(3,27 * 73,9) / (3,27 + 1,52) = 48,7г Ba(NO3)2 и 25,2г Mg.

Подведя итог, получаем рецепт:

Образующийся при обменной реакции в пламени BaCl2, придает пламени зеленую окраску.

При добавлении в полученный состав цементатора шеллака, на основании данных из таблиц 1 и 5 находим, что 5% шеллака требуют для сгорания

(3,27 * 5) / 0,80 = 20,4% Ba(NO3)2

В 100г состава смеси нитрат бария + шеллак будет 20,4 + 5 = 25,4г.

Уменьшим в предыдущем составе количество двойной смеси нитрат бария + магний на полученную величину 73,9 - 25,4 = 48,5г и находим, что в 48,5г смеси нитрат бария + магний содержится 32,0г нитрата бария и 16,5г магния, суммируя данные - получаем новый рецепт:

Во фторметаллических составах роль окислителя выполняют фториды малоактивных металлов или фторорганические соединения (тефлоны, фторопласты, фторлоны).

Рассмотрим пример составления рецептов фторметаллических составов, пользуясь данными таблицы 2.

Таблица 2

Фтористое соединение (окислитель)

Молекулярный вес

Количество вещества, отдающее 1 г фтора

Металл-горючее

Атомный вес

Количество металла, соединяющееся с 1 г фтора

Дифторид меди CuF2

104

2,74

Бериллий

9,0

0,24

Фторид серебра AgF

127

6,68

Магний

24,3

0,64

Дифторид свинца PbF2

245

6,45

Алюминий

27,0

0,47

Фторопласт - 4 (тефлон) (C2F4)n

100 мономер

1,32

Цирконий

91,2

1,2

Тетрафторид ксенона XeF4

207

2,72

Рассчитать двойную смесь тефлона с магнием.

Решение: на соединение с 1,32г тефлона потребуется 0,64г магния. Всего смеси 1,32 + 0,64 = 1,96г.

Содержание тефлона в смеси будет равно: (1,32 * 100) / 1,96 = 67,3%

Содержание магния: 100 - 67,3 = 32,7%

2.2 Технологическое оборудование для пиротехнических изделий

2.2.1 Подготовка компонентов

2.2.1.1 Дисмембратор

Дисмембратор применяется для тонкого измельчения порошкообразных материалов.

Измельчение осуществляется при прохождении материала между неподвижным и вращающимся зубчатыми дисками за счёт соударения частиц друг о друга, о корпус и зубья дисков.

Технические характеристики

Наименование измельчаемых компонентов

цементаторы

Исходная крупность, мм

до 20

Получаемая дисперсность, мм

до 0,28

Производительность кг/час

от 20 до 50

Загрузочная емкость, л

27

электродвигатель

мощность, квт

6,8

число оборот. Мин

960

Расход электроэнергии, квт/час

5,44

Масса, кг

300

Диаметр диска, мм

240

Количество дисков

1

Количество лопастей на диске

6

2.2.1.2 Дробилка шнековая

Предназначена для предварительного (грубого) измельчения цементаторов.

Измельчение материала осуществляется в две ступени: сначала зубьями, затем шнеком, который и выдавливает продукт через продольные паз конуса в разгрузочный бункер.

Технические характеристики

Наименование измельчаемых компонентов

окислители, составы

Исходная крупность, мм

до 50

Получаемая дисперсность, мм

до 30

Производительность, кг/час

от 80 до 200

Загрузочная емкость, л

25

электродвигатель

мощность, кВт

1,7

число оборот/мин

1420

Расход электроэнергии, кВт/час

1,02

Масса, кг

83

2.2.1.3 Мельница шаровая

Мельница шаровая применяется для измельчения продукта.

При вращении барабана компонент за счёт соударения с шарами и истирания измельчается и, пройдя через сетку тонкого помола, собирается в тару.

Технические характеристики

Наименование измельчаемых компонентов

ферросилиций

Исходная крупность, мм

до 20

Получаемая дисперсность, мм

до 0,2

Производительность, кг/час

100

электродвигатель

мощность, кВт

1

число оборот/мин

1440

Расход электроэнергии, кВт/час

0,8

Масса, кг

750

Единовременная загрузка, кг

25

Число оборотов барабана, об/мин

32

Номера сеток

грубого просеивания (латунная)

0,7

тонкого просеивания (шелковая)

от 32 до 38

Диаметр шаров (чугунных или стальных), мм

22

Масса шаров, кг

25

2.2.1.4 Сито гирационное спиральное

Сито гирационное спиральное предназначено для фракционного рассева порошков. Порошок, предназначенный для просеивания, загружают через патрубок верхней секции в центр первой сетки. Под действием колебаний порошок перемещается тонким слоем по поверхности сетки от центра к периферии. Мелкие частицы порошка попадают на вторую сетку, где происходит дальнейший рассев. Оставшийся на первой сетке порошок выводится через патрубок выгрузки. Частицы порошка, прошедшие через вторую сетку, стекают по коническому дну и через патрубок выводятся из сита. Фракция порошка, полученная между двумя сетками, выводится из сита через патрубок и поступает в приёмную тару.

Технические характеристики

Количество получаемых классов/из них фракций

3/1

Производительность по исходному порошку, при-веденная к сетке с размером ячеек 200 мкм, кг/ч

90

Частота вращения основного вала, об/мин

200

Электродвигатель

ВАО 21-6

Мощность электродвигателя, кВт

0,8

Масса, кг

430

2.2.1.5 Сушилка трубчатая

Сушилка трубчатая применяется для сушки компонентов и составов. На загрузочное отверстие одета сетка с отверстиями диаметром 12 мм. Компоненты (составы) загружают в бункер сушилки, которые через питатель поступают в верхнюю часть барабана. Вращающиеся диски со скребками непрерывно перемешивают компоненты (составы); забрасывая его на нагретые паром трубы. Некоторый наклон барабана обеспечивает передвижение материала к разгрузочному люку.

Испаряемая влага удаляется естественной тягой воздуха, поступающего через разгрузочный люк и выходящего через верхний патрубок.

Технические характеристики

Производительность, кг/ч

200-500

Частота вращения скребков, об/мин

7

Влажность компонента, % исходная/получаемая

По ГОСТу/0,1-0,3

Температура сушки, °С

90-100

Площадь поверхности обогрева, м2

10,5

Давление пара в сетке, Мпа

0,015-0,02

Расход пара, кг/час

48

Мощность электродвигателя, кВт

16

Масса, кг

1790

2.2.1.6 Установка для вскрытия банок

Установка предназначена для вскрытия банок с металлическими порошками.

Банки с порошком устанавливают на тележку. Вскрытие осуществляется путём вырезания торцовой стенки с помощью пневмоцилиндра. Крышка извлекается из ножа выталкиванием при обратном ходе штока цилиндра.

Технические характеристики

Производительность, шт/час

60

Масса, кг

95

Давление воздуха, кгс/см2

от 4 до 6

Расход воздуха, м3/час

0,3

2.2.1.7 Установка усреднения

Состоит из биконического смесителя и линии пневмотранспорта, которая транспортирует продукт из ёмкости в смеситель Загрузка осуществляется с помощью всасывающего сопла, имеющего сетку для контрольной просейки.

Для создания вакуума в системе используется вакуум-насос типа ВН-4Г или ВН-6Г.

Отработанный воздух удаляется из смесителя, проходя через систему очистки, состоящую из циклона, рукавного фильтра, масляного фильтра.

Вращение смесителя осуществляется от электродвигателя через редуктор и клиноременную передачу.

Разгрузка производится через разгрузочный люк и приёмную тару, установленную на дозирующем устройстве, которое автоматически закрывает разгрузочный люк при заполнении тары заданным количеством порошка.

Технические характеристики.

Производительность, кг/час

150-200

Объем камеры смесителя, м3

2,2

Коэффициент заполнения

0,6-0,65

Частота вращения смесителя, об/мин

10-15

Мощность электродвигателя, кВт

13

Масса, кг

500

2.2.2 Приготовление составов

2.2.2.1 Агрегат АПС-11А

Агрегат АПС-11А применяется для смешивания многокомпонентных составов с жидкой составляющей грануляцией. Составляющие компоненты загружаются в ёмкость агрегата, жидкую составляющую - в специальный бачек. Затем с центрального дистанционного пульта автоматически осуществляются следующие операции: 1. Сухое смешивание с закрытой крышкой. 2. Ввод жидкой составляющей. 3. Перемешивание с закрытой крышкой. 4. Перемешивание с открытой крышкой (провялка). 5. Поворот аппарата на 180 на грануляцию. 6. Возврат корпуса в первоначальное положение с открытой крышкой. Регламент времени на операцию закладывают на перфокарту.

Технические характеристики

Производительность, кг/час

Проектная (в зависимости от компонентов )

30-60

Фактическая

Составы сигнальные, осветительные итрассирующие со средней и высокой чувствительностью, содержащие цементаторы до 10%, жидкие составляющие при единовременной загрузке 10 кг

7-20

Составы на маслах средней и низкой чувствительности при единовременной загрузке 15 кг

38-45

Составы на маслах высокой чувствительности при единовременной загрузке 10 кг

23-27

Составы средней чувствительности сухие при единовременной загрузке 5-6 кг

25-27

Составы средней чувствительности как сухие, так и на масле индустриальном, олифе

18

Чаша смесителя

Емкость, л

50

Внутренние размеры, мм

диаметр

415

глубина

385

Размеры загрузочного и разгрузочного отверстий крышки, мм

длина

350

ширина

260

Тип установки

Стационарная

Число оборотов лопастей смесителя в мин

35

Минимальные зазоры между лопастью и корпусом, мм

торцевой

5-10

радиальный

6.5-10

Комплект запасных частей смесителя

Протирающие лопасти, 5 сменных решеток для грануляции, ключи для съема лопастей и вала, приспособление для снятия муфты обгона

Расход электроэнергии, кВт/час

1,36

Масса, кг

700

Электродвигатель

Тип

ТАГ21-4

Мощность, кВт

1,7

Число оборот/мин

1420

2.2.2.2 Смеситель СВС

Предназначен для смешивания сухих высокочувствительных составов типа фотоосветительных.

Компоненты вручную загружаются в баллоны, которые закрываются крышками и закрепляются струбцинами на валу. Вал приводится во вращение от привода, герметично заключённого в корпусе станины. Для интенсивного перемешивания состава в каждый баллон загружают резиновые детали размером 15*40*70 мм.

Технические характеристики

Чувствительность смешиваемых составов к трению

Высокая средняя

Консистенция смешиваемых составов

вязкая

Производительность, кг/час

1

Емкость чаши смесителя, л

0,75

Единовременная загрузка, кг

от 0,2 до 0,3

электродвигатель

мощность, кВт

0,075

число оборот/мин

2800

Расход электроэнергии, кВт/час

0,06

Масса, кг

36

Число оборотов вала смесителя в мин, об/мин

48

Малая шестерня

число зубьев, шт

34

модуль, мм

5

Большая шестерня

число зубьев, шт

51

модуль, мм

5

Редуктор

тип

червячный

передаточное отношение

1:30

2.2.2.3 Смеситель планетарный 54-С

Планетарный смеситель применяется для смешивания составов высокой, средней и низкой чувствительности всех категорий: осветительных, трассирующих, сигнальных огней, дымов, зажигательных, содержащих в качестве жидкой составляющей масла и растворы канифоли в олифе или веретенном масле, а также сухие составы типа СН-1.

Смешивание обеспечивается за счёт вращения лопастей вокруг своей и вращения чаши.

Технические характеристики

Чувствительность смешиваемых составов к трению

Высокая средняя

Консистенция смешиваемых составов

Сыпучая вязкая

Производительность, кг/час

83

Емкость чаши смесителя, л

65

Единовременная загрузка, кг

от 15 до 25

электродвигатель

мощность, кВт

0,9

число оборот/мин

1420

Расход электроэнергии, кВт/час

0,72

Масса, кг

550

Цикл смешивания, мин

от 15 до 25

Рабочее давление воздуха, кгс/см2

от 3 до 5

Расход воздуха, м3/час

0,3

Скорость вращения, об/мин

нижний (чаши)

14

мешалок (лопастей)

64

Редукторычервячные

нижний(чаши)

передаточное число

1:69

модуль

4

верхний(лопастей)

передаточное число

1:15

модуль

6

2.2.3 Формование изделий

2.2.3.1 Пресс гидравлический П-964

Пресс применяется для изготовления факелов пиротехнических изделий. Пресс четырехколонный нижнего давления. Главный цилиндр пресса выполнен заодно с нижней неподвижной траверсой. Верхняя упорная траверса является подвижной и имеет электромеханический привод для вертикального перемещения по колоннам пресса. К плунжеру главного цилиндра жестко крепится подвижная прессующая траверса, имеющая направления по колоннам пресса.

Обратный ход подвижной траверсы осуществляется двумя ретурными цилиндрами, штоки которых крепятся к прессующей траверсе, а сами цилиндры к нижней траверсе. Рядом с прессом установлен рабочий стол, на котором находится подвижная тележка с прессинструментом. После засыпки прессуемого материала тележки в штамповое пространство и фиксируется на прессующей траверсе. Привод механизма перемещения тележки осуществляется через цепную передачу гидромотором, расположенным в пределах габарита стола.

К верхней траверсе крепится гидравлический компенсатор, предназначенный для обеспечения одинаковой плотности прессуемого материала при разном уровне засыпки массы.

Прессинструмент (матрица) крепится на специальном гидравлическом приспособлении для разборки прессинструмента, укрепленном на подвижной тележке и состоящем из шести (по числу матриц) выталкивающих цилиндров и двух нажимных цилиндров, усилия на которые при разборке передаётся съёмными трубами, упирающимися в верхнюю траверсу. Пульт управления с гидроаппаратурой и взрывобезопасной электроаппаратурой располагается в производственном помещении вне кабины пресса.

Технические характеристики.

Производительность, шт/ч

факела светящихся авиабомб

8

факела снарядов

29

Усилие, тс

пресса

400

обратного хода

50

Скорость, мм/сек

ускоренного хода

41

прессования до р=50 кгс/см2

10,5

окончательного прессования

2,6

обратного хода

82

Давление, кг/см2

максимальное рабочее

210

управления

8

на перемещение тележки

30

Гидронасосы

МВН-6

производительность, л/мин

360

рабочее давление, кгс/с2

15

ЛЗФ-100

производительность, л/мин

100

рабочее давление, кгс/с2

50

Р-103

производительность, л/мин

36

рабочее давление, кгс/с2

210

электродвигатели

насосов МВН-6 и Н-103

тип

АО-62-6

мощность, кВт

10

число оборотов в минуту

1400

насоса ЛЗФ-100

тип

АО-62-6

мощность, кВт

10

число оборотов в минуту

980

перемещение траверсы

тип

МА-140-1/6

мощность, кВт

3,8

число оборотов в минуту

960

Расход электроэнергии, квт/час

27

Габаритные размеры, мм

гидропривода в плане

длина

1800

ширина

1550

пульта управления

длина

750

ширина

560

Масса, кг

25000

2.2.3.2 Пресс кривошипный КЛ-3

Пресс кривошипный КЛ-3 применяется для прессования трассеров, шашек зажигательных, звездок осветительных и сигнальных, таблеток воспламенительных и сигнальных.

Прессинструмент устанавливается на подвижной стол. При обороте кривошипно-коленчатого вала подвижной стол поднимается вверх и происходит прессование. Необходимую высоту прессования регулируют при помощи верхней неподвижной подушки. Микровинт служит для тонкой регулировки расстояния между неподвижной подушкой и подвижным столом. Специальный фундамент под пресс не требуется: он устанавливается на бетонном полу.

Технические характеристики

Производительность, шт/час

Трассеры №9

1290

Трассеры №11 и №12

900

Трассеры №8

1010

Звездки сигнальные реактивного патрона

570

Звездки сигнальные ракеты шестизвездной для подачи сигнала бедствия

920

Звездки осветительные 40 мм реактивного патрона

790

Звездки сигнальные РПСП-40

570

Звездки сигнальные 40 мм реактивного сигнала химической тревоги

900

Таблетки сигнальные РДСП-40

470

Таблетки воспламенительные 30 мм реактивного сигнального патрона дневного, воспламенительные и замедлительные сигналы хим. Тревоги

870

Таблетки воспламенительные РПСП-40, РАСП-40 ракеты шестизвездной для подачи сигнала бедствия

815

Шашки зажигательные из состава ДУ-5

1430

Усилие максимальное, тс

250

Число полных ходов в мин., максимальное

8

Расстояние между направляющими стола, мм

332

Расстояние от нижней плоскости направляющей до стола, мм

390

Расстояние между стойками, мм

400

Размеры стола, мм

250Х350

Длина хода стола наибольшая, мм

62

Расстояние между подвижным столом и неподвижной подушкой

наибольшее

400

наименьшее

338

Размеры верхней подушки

250х390

Электродвигатель

тип

ТАГ

мощность, кВт

4,2

число оборот/мин

1440

Расход электроэнергии, кВт/час

3,36

Масса, кг

3900

2.2.3.3 Станок запрессовки в оболочку

Станок применяется для дозирования состава замедляющего с последующим прессованием в корпус в специальных сборках.

Составы засыпают в бункера. Прессование осуществляется на поддонах, опирающихся на грузовые рычаги. Место расположения груза на рычаге определяется опытным путем при отработке технологии. Запрессовка порошка в изделия производится за два приёма. При пуске станка операторы закладывают корпус изделия в оболочку и устанавливают её в питательный круг. С питательного круга механизмом досылки сборки направляются к механизму продольной подачи, где проходя под дозирующими устройствами, принимают порции порошка. Для контроля дозаторов порошка на грузовых рычагах установлена блокировка, которая позволяет, в случае отсутствия порошка в сборках, отключить электропривод.

Технические характеристики

Производительность, шт/час

Замедлители сигнальных патронов СП-60, замедлит. В сборке (0,4) Н.З.П.

167

Замедлители к 107 мм мощным сигналом ночного действия

400

Замедлители запалов УЗРГМ

667

Замедлители гильз 26 мм сигнальных патронов

900

Бункер загрузочный

емкость (одного), л

0,1

количества, шт

5

размеры, мм

диаметр

вверху

51

внизу

14

высота

120

Ход штанги, мм

55

Число двойных ходов штанги в мин.

20

Число рабочих элементов на штанге, шт

5

Число запрессовок

5

Расстояние между штангой и плитой

наибольшее

157,5

наименьшее

102,5

Усилие противодавления наибольшее, кгс

160

Электродвигатель

тип

КОМ21-4

мощность, квт

1

число оборотов в мин

1420

Расход электроэнергии, квт/час

0,8

Масса (вес), кг

700

2.2.3.4 Пресс-автомат таблетировочный

Пресс-автомат таблетировочный применяется для прессования таблеток 25 мм ОЗТС и БТС. Насыпной прибор с бункером состава имеет возвратно-поступательное движение. При этом происходит засыпка матриц, то есть отмеривание состава. Затем при движении ползуна с пуансонами вниз происходит прессование. При подъеме ползуна происходит подъем пуансонов, выталкивающихся за счет кулачка. На пресс-автомате может работать одновременно четыре пуансона, если давление прессования невелико. При большом давлении число одновременно работающих пуансонов соответственно уменьшается.

Технические характеристики

Производительность, шт/час (при работе 3-х пуансонов)

при прессовании ОЗТС

комбинированных, т.е. состоящих из основного и воспламенит. сост.

1610

основных

3430

при прессовании таблеток БТС

2140

Максимальное усилие, кгс

5000

Размеры стола, мм

25Х370

Число ходов в мин

24

Электродвигатель

тип

ТАГ

мощность, кВт

3,8

число оборотов в мин

960

расход электроэнергии, кВт/ч

3,04

Габаритные размеры, мм

длина

1270

ширина

650

высота

1270

Масса (вес), кг

800

2.2.4 Вспомогательное оборудование

2.2.4.1 Тельфер

Технические характеристики

Грузоподъёмность, кгс

300

Скорость подъёма, м/мин

5,8

Высота подъёма наибольшая, м

9

Электродвигатель

тип

ком22/4

мощность, кВт

2,7

число оборотов в мин

1440

Расход электроэнергии, кВт/час

2,16

Масса (вес), кг

350

2.2.4.2 Дозатор переменного объема

Предназначен для дистанционного дозирования сыпучих составов. Состоит из бункера, нижней и верхней плиты, соединенных колонками, дозирующей кассеты и силового пневмоцилиндра. Кассета выполнена в виде телескопических цилиндров, её высота регулируется фиксированной настройкой нижней плиты относительно верхней. После заполнения кассеты составом, поступающим из бункера, она перемещается пневмоцилиндром до отверстия в нижней плите, где происходит высыпание состава в матрицу или в промежуточную емкость, после чего возвращается в исходное положение.

Технические характеристики

Объем порции, м3

до 0,001

Точность дозирования, %

1

Производительность, доз/ч

600

Габаритные размеры, м

0,78Х0,35Х1,25

Масса, кг

58

2.3 Допустимые сроки хранения

Увлажнение составов приводит обычно к снижению специального эффекта. Влажные составы при горении развивают более низкую температуру, излучают меньшее количество света. Снижение «активности» металлов вследствие процессов разложения составов приводит к таким же результатам.

Для пиротехнических изделий устанавливаются максимально допустимые сроки хранения. Эти сроки, в зависимости от рецепта состава и степени герметичности изделия, могут изменяться от одного-двух до нескольких десятков лет.

Нормальным сроком хранения изделий считается 10 лет и более.

К наиболее стойким следует отнести составы сигнальных огней, не содержащие порошка металла. Из осветительных, а также зажигательных составов наиболее химически стойкими являются составы, содержащие, в качестве основного горючего только алюминий, а в качестве окислителя -- нитрат бария.

Добавление магния в такие составы снижает их химическую стойкость и уменьшает сроки хранения содержащих их изделий.

При полной герметичности изделий сроки их хранения могут быть в большинстве случаев весьма значительными.

В отдельных случаях по истечении срока хранения пиротехнические изделия могут подвергаться испытаниям на эффективность действия и на химическую стойкость состава. При удовлетворительных результатах испытаний срок хранения изделий может быть продлен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К началу империалистической войны 1914 г. на вооружении уже было немало различных пиротехнических изделий. Например, в Германии в 1918 г. было выработано около 6 млн. осветительных и сигнальных патронов 4-го калибра. Во время войны выявилось большое значение различных средств военной пиротехники. По силе морального воздействия на людей и по своему разрушительному действию зажигательные средства представляют собой очень мощное и грозное оружие.

С развитием авиации большое значение приобрели зажигательные авиабомбы, которые позволяют устраивать пожары в тылу противника. В 1917-1918 гг. город Реймс был бомбардирован зажигательными бомбами; от них Реймс пострадал больше, чем за время войны. Зажигательные средства вызывают массовые пожары в крупных городах.

Ведение современного боя в ночное время вызывает необходимость в различных осветительных средствах; из них наиболее важны осветительные снаряды. Имеются специальные пиротехнические осветительные составы, дающие настолько мощные источники света, что при них возможно производить ночью фотосъемку.

Трассирующие средства, оставляющие на траектории своего полета видимый след, огненный или дымовой, имеют также большое применение в современной войне. Развитие боевой авиации и автоброневых и боевых мотомеханизированных средств вызывает необходимость в специальных средствах для пристрелки по движущимся целям.

Пиротехнические средства связи (сигнальные) незаменимы в боевых условиях для передачи условных сообщений на расстояние.

Пиротехника имеет очень большое значение и для научно-исследовательских работ. При изучении стратосферы используются дымовые шашки, поднимаемые на специальных шарах-зондах; на определенной секунде времени подъема догорает замедлитель дымовой шашки, и она образует облако дыма. Наблюдения за этим облаком дают ценные научные данные о многих явлениях в стратосфере. Пиротехнические сигнальные средства используются с большим успехом в дальнейших арктических экспедициях.

Во время учебных маневров армии и при войсковом обучении большую роль играют пиротехнические имитационные средства, которые употребляются взамен боевых; например, взрывы шрапнельных и фугасных снарядов имитируются так называемыми взрывпакетами.

Современная пиротехника основывается на всех достижениях химических, физических и специальных военных наук. Основное внимание современных пиротехников направлено на изучение физико-химических процессов, происходящих при действии составов, свойств компонентов, на научно обоснованный выбор новых зажигательных средств и конструкции пиротехнических изделий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нестандартное технологическое оборудование для пиротехнических производств: каталог. -- М.: ЦНИИНТИ, 1982.

2. В.И. Коновалов, В.П. Чулков, А.П. Жаров. Оборудование и технология пиротехнических производств. -- М: ЦНИИНТИ, 1975.

3. А.А. Шидловский. Основы пиротехники. Москва «Машиностроение», 1973.

4. Ю.О. Ладягин. Введение в пиротехнику. Москва, 1997.

5. А.И. Демидов. Введение в пиротехнику (пиротехнические составы). Москва, 1939.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Физико-химические свойства и компоненты пиротехнических средств, их классификация на пламенные, тепловые, дымовые составы, вещества и смеси, сгорающие за счет кислорода воздуха. Окислительно-восстановительная реакция гомогенного и гетерогенного горения.

    реферат [28,5 K], добавлен 23.06.2011

  • Общие сведения о пиротехнических составах и их компонентах. Реакции горения, составление основных пиротехнических смесей. Образование пиротехнических составов, их компоненты, чувствительность, скорость горения. Изучение продуктов реакции горения.

    реферат [258,1 K], добавлен 16.10.2011

  • Пиротехника в современной индустрии и науке. Неорганические соли – самые важные элементы в пиротехнической промышленности. Химическая реакция горения для пиротехнического эффекта. Принцип действия пиротехнических изделий. Соблюдение техники безопасности.

    курсовая работа [182,4 K], добавлен 27.11.2010

  • Выбор эффективных модификаторов вторичных термопластов для повышения комплекса свойств изделий, полученных на их основе. Влияние вида и количества модификаторов на свойства вторичных термопластов. Взаимосвязь структуры и свойств во вторичных полимерах.

    автореферат [27,6 K], добавлен 16.10.2009

  • Общие сведения о неметаллических материалах, их классификация и маркировка. Русский химий А.М. Бутлеров - создатель структурной теории химического строения органических соединений. Сравнение неметаллических материалов по свойствам и по назначению.

    презентация [2,9 M], добавлен 16.01.2015

  • Противокоррозионная защита металлических конструкций в автомобилестроении. Технические и экономические преимущества пластизольной технологии получения изделий и покрытий из пластифицированного поливинилхлорида и сополимеров винилхлорида с винилацетатом.

    отчет по практике [300,8 K], добавлен 29.03.2009

  • Усовершенствование технологии изготовления литьевых изделий технического назначения на ОАО "Балаковский завод запасных деталей". Выбор и характеристика применяемого оборудования для переработки полимерных материалов на примере вкладыш-пустотообразователя.

    курсовая работа [126,5 K], добавлен 26.07.2009

  • Общие сведения о коррозии металлов, ее виды и типы. Причины возникновения химической и электрохимической коррозии и механизм ее протекания. Методы защиты металлических изделий от коррозионных процессов. Антикоррозийная защита неметаллическими покрытиями.

    практическая работа [28,5 K], добавлен 03.11.2011

  • История возникновения и писание техники золочения как процесса нанесение на поверхность разнообразных изделий тонкого слоя гальванического покрытия. Составы электролитов для золочения сплавами золото – никель и золото – кобальт, режимы работы ванн.

    реферат [618,6 K], добавлен 27.07.2014

  • Современная химическая технология, использующая достижения естественных и технических наук. Связь химической технологии с другими науками. Основные компоненты химического производства. Требования к химическому сырью, этапы подготовки к переработке.

    реферат [583,9 K], добавлен 06.06.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.