Пиротехнический безпламенный тепловыделяющий состав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Зб 971 А)5 С 06 В 31/02, 33/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Максимов,овло без плам5 с 26 титу Г,М,Коле М,Изобретение относится к беспламенным тепловыделяющим составам и можетбыть использовано в устройствах для обогрева людей,Наиболее близка к предлагаемой стехиометрическая смесь алюминиевой пудры(12 мас,%) и хлористой меди (88 мас,%) ираздельно хранящейся воды,В сухом виде медно-алюминиевые составы не реакционноспособны, но с прибавлением воды начинается реакциявытеснения меди алюминием из ее соли иобразование соли алюминия и металлической меди по схеме2 А + ЗСо -,- 2 А + ЗСцс удовлетворительной скоростью тепловыделения,Недостатком медно-алюминиевых составов является низкая эффективность изза низкой теплотворной способности приреакции с водой при удовлетворительнойскорости тепловыделения.Цель изобретения - повышение эффективности за счет увеличения теплотворной(54) ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ БЕСПЛАМЕННЫЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ СОСТАВ (57) Использование; пиротехнические устройства для низкотемпературного обогрева, например, тела человека, Сущность изобретения; состав содержит, мас.%. алюминий 30,0 - 35,0; нитрат натрия 1,4 - 3,0; оксид кальция 0,7 - 1,5; вода остальное.Состав готовят смешиванием сухих компонентов в смесителе любого типа, Характеристики состава; расчетная теплотзорная способность 3210 - 3430 кал/ч, время тепловыделения,(в пересчете на 100 г состава) 23 - 35 мин при температуре реакции 33 - 48 С, 1 табл. способности при реакции с водои при со- Лхранении скорости тепловыделения (приэтом желательно, чтобы температура реакции находилась в пределах от 30 - 50 С),Поставленная цель достигается тем, чтов состав, включающий алюминий и раздельно хранящуюся воду, дополнительно вводятнитрат натрия и оксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас,%:Алюминий 30,0 - 35,0Нитрат натрия, 1,4 - 3,0Оксид кальция 0,7 - 1,5Вода ОстальноеОкисление водой алюминиевого порошка протекает быстрее, если он смешан скаким-нибудь более реакционноспособ- ,Зф"ным, чем вода, окислителем, В качестве пер- ъвичного инициатора вводят оксид кальция(негашеная известь), реакция гашения которого (СаО + Н 20 -Са(ОН)2) протекает сбольшой скоростью с выделением тепла, которое является имульсом для реакции окисления алюминия,1736971 50 55 Для устойчивого протекания продолжительной экзотермической реакции окисления алюминия вводят вторичный инициатор - нитрат натрия. При наличии влаги окисление алюминия сопровождается восстановлением нитрата:ЗйайОз + 8 А + 18 Н 20 = ЗйаОН + +8 А(0 Н)з + Зй НзВ смесях нитратов с алюминием может также происходить реакция взаимодействия гидрата окиси алюминия с продуктами распада окислителя с оборазованием алюмината:ЗйаОН + ЗА(ОН)з = ЗйаАЮ 2+ 6 Н 20 Реакция взаимодействия алюминия с нитратом натрия, при которой происходит разрушение оксидной пленки А 20 з, способствует окислению алюминия водой, являясь как бы сопроводителем этой реакции, Скорость протекания реакции взаимодействия алюминия с нитратом натрия значительно ниже скорости реакции гашения извести.Максимальное содержание алюминия (35 мас,о) и минимальное содержание нитрата натрия (1,4 мас.о) ограничиваются скоростью тепловыделения,при которой в присутствии оксида кальция достигается заметное повышение температуры.Верхний предел содержания нитрата натрия (3 мас.ф) определяется гарантией невоспламенения состава. Предлагаемое содержание оксида кальция (0,7 - 1,5 мас, О) обусловлено необходимостью первичного иници рован ия экзотермической реакции в зависимости от соотношения алюминия и нитрата натрия.Содержание воды определяется стехиометрическими коэффициентами, т.е. потребностями в таком количестве воды, которое обеспечило бы полное окисление алюминия и гашение оксида кальция. Все компоненты предлагаемого составане дефицитны, дешевы, находят применение в пиротехнике.Состав(смесь порошкообразных компо нентов) может быть приготовлен на смесительном оборудовании любого типа, используемом в пиротехнике. Для этого навески сухих компонентов согласно рецептуре загружают в смеситель и перемешивают 10 10 - 15 мин.Расчетные характеристики составов ирезультаты экспериментальных данных приведены в таблице.Из данных таблицы видно, что предла гаемый состав в отличие от известного име. ет лучшие показатели по теплотворнойспособности и продолжительности экзотермической реакции с обеспечением благоприятной температуры в интервале 30 - 20 50 С.Таким образом, предлагаемый составможет быть использован в устройствах для обогрева любых типов, которые позволяют исключить отрицательные воздействия на 25 организм человека низких температур окружающей среды.Формула изобретения Пиротехнический беспламенный тепловыделяющий состав преимущественно для 30 устройства низкотемпературного обогрева,включающий алюминий и раздельно хранящуюся воду, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности путем увеличения теплотворной способности при 35 сохранении скорости тепловыделения, ондополнительно содержит нитрат натрия и оксид кальция при следующем соотношении компонетов, мас,ф,:Алюминий 30,0 - 35,0 40 Нитрат натрия 1,4 - 3,0Оксид кальция 0,7 - 1,5 Вода Остальное,1736971 Состав Температура экзотермической реакции,оСРасчетная теплотворная способность, кал/г 3170 13 47-63 65,5 Вода 35-48 Алюминий 30 3210 23 Нитрат натрия 3 65,5 Вода 37-46 28 3320 64,2 Вода 33-42 3430 62,9 Вода 24-31 3460 40 62,9 Вода Алюминий 12 1730 35-45 Известный Хлористая медь 88Оксид кальция 1,5 Алюминий 32,5 Нитрат натрия 2,2 Оксид кальция 1,1 Алюминий 35 Нитрат натрия 1,4 Оксид кальция 0,7 Алюминий 35,6 Нитрат натрия 1,0 Оксид кальция 0,5 Суммарная продолжительность экэотермической реакции (в пересчете на 100 г состава ч