ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА

 ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА


RU (11) 2151735 (13) C1

(51) 7 C01B13/02, C06B29/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98115565/12 
(22) Дата подачи заявки: 1998.08.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.08.11 
(45) Опубликовано: 2000.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2061650 C1, 10.06.1996. SU 1770267 A1, 23.10.1992. RU 2056341 C1, 20.03.1996. RU 2018506 C1, 30.08.1994. GB 1573966 A1, 20.08.1980. DE 2319755 B2, 25.08.1977. 
(71) Заявитель(и): Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики; Министерство Российской Федерации по атомной энергии 
(72) Автор(ы): Малышев А.Я.; Леваков Е.В.; Татынов А.А.; Раевский В.К.; Сиверцев А.И. 
(73) Патентообладатель(и): Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики; Министерство Российской Федерации по атомной энергии 
Адрес для переписки: 607190, Нижегородская обл., г.Саров, пр.Мира 37, РФЯЦ- ВНИИЭФ, начальнику ОПИНТИ Кимачеву А.А. 

(54) ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА 

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. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.

1. В. И. Болобов Возможный механизм процесса воспламенения металлов в потоке кислорода. //Физика горения и взрыва. 1998. т 34. N 1, с. 50-56.

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



Пиротехнический состав для получения кислорода, содержащий в качестве окислителя перхлорат калия, а в качестве горючего - порошок металла, отличающийся тем, что в качестве горючего он содержит молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Перхлорат калия - 80 - 95

Молибден - 5 - 20ц


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru