Заряд низкотемпературного пиротехнического нагревателя

(51) 5 Г 42 В 4 ОО РЕТЕ К ПАТЕН ОКомитет Российскоц Федерации по патентам и товарным знакам(73) Колединский Геннадий Михайлович(57) Изобретение отно зогрева различных ве Сущность изобретения: пиротехнического нагр шашки пиротехническог том уплотнения не боле тель и горючее, взятое в сится к устройствам ществ и обогрев заряд низкотемпер евателя выполнен о состава с коэф е 0,9, включающего избытке, 1 ил. для ралюдей. этурного в виде рициен- окисли 2003032Изобретение относится к устройствамдля разогрева различных веществ и обогрева людей.Известны нагреватели, в которых используот заряды химически взаимодействующих компонентов. Так смесь Л-СОС 2реагирует с добавлением воды,Однако таких смесей незначительноеколичество, а их тепловой эффект не достигает предел ьных з начений, т.к, реакции идутдо соединений, имеющих в качестве продуктов реакций промежуточные соединения,например АСз 5 Н 20,Использование наиболее высококалорийных горючих Л и М 9 затруднительноиз-за наличия плогной окисцой плснки, ко"торая разрушается при высоких температурах.Известны заряды пиротехнических на, гревателей, которые изготовлены из смесис соотношением компонентов, обеспечиваюгцих существование самараспространяющегося горения, При этом реагированиеосуществляется только при высоких (более1000"С) температурах, а тепловыделениепрактически нерегулируемо о процессе горения.Высокая калорийность обеспечиваетсяза счет применения Л, У 9 и других горючих,однако существование значительного количества собственного окислителя (т,к. соотношениа компонентов берут вблизистехиометрического) приводит к снижениюудельной или объемной калорийности.Таким образом оысокая температура горения ограничивает. использование пиротехнических нагревательных зарядов дляразогрева веществ, имеющих низкие температуры разложения, подогрева пищи и обогрева людей.Целью изобретения является снижениетемпературы реагирования компонентов взаряде пиротехнического нагревателя,Это достигается благодаря тому, что известный заряд пиротехнического нагревателя. содержащий горючее и окислитель,изготовлен с соотношением компонентов законцентрационными пределом горения (избыток горючего), при этом заряд изготовлен с коэффициентом уплотнения равным,или меньше 0,9 для обеспечения поступления внешнего окислителя в весь объем заряда по незамкнутым порам.Соотношение компонентов за концентрационным пределом горения и изготовление заряда с коэффициентом уплотнения,равным или меньшим 0,9, являются признаками, обеспечивающими выполнение зарядом новой функции Температурареагирования компонентов снижается зэ счет исключения возможности самораспространяющегося горения, а реагирование повсему объему внешним окислителем осуществляется по незамкнутым порам. существу 5 ющим при коэфФициенте уплотнения,равном или меньшем 0,9, При этом нижнийпредел коэффициента уплотнения ограничивать нецелесообразно, т.к. изготовлениезаряда можно осуществлять из компонен 10 тов различной формы, в том числе и волокнистой, при этом заряд высокопористый,(коэффициент уплотнения меньше 0,3), чтоотличается от пористости заряда, изготовленного из компонентов, имеющих шарооб 15 разную форму, хотя последующее. изготовление зарядов одинаковое,На чертеже приведен пример использования заряда для нагрева воздуха (при естественной конвенции).20 В корпусе 1 располагают заряд 2 с отверстиями 3 под стержни 4. Заряд изготавливался иэ смеси 95 алюминия, 5ИаМОз, коэффициент уплотнения 0,8. В отверстие заливалась вода, которая по незам. кнутым порам просачивалась по всемуобьему заряда, При подаче усилия на стержни они уплотняют боковые поверхности отверстийсилой, пропорциональной произведению 30 усилия на штырь на котацгенс угла конусообразной части стержня. Для обеспечения сдвига слоев смеси относительно друг друга в направлении подачи усилия на штырь основание конусообразного отверстия имела 35 угол конусообразной части, на 3-5 меньше,чем 25-30 вершина конуса. Сдвиг и расширяющее усилие обеспечивают деформацию частиц алюминия и разрушение окисной пленки. Это приводит к возникновению ре акции и выделению тепла. Продукты реакции, обладающие меньшей плотностью, чем исходный состав, приводят к "разбуханию" прореагировавшего слоя и возникновению реакции в следующих слоях и т.д, Тепловы деление регулировалось ограничением заливаемой порции воды, а также разуплотнением, достигаемого извлечени ем стержней, Чтобы обеспечить разоуплотнение смеси, отверстия должны быть 50 изготовлены на расстоянии не более полутора диаметроо основания отверстия (что обеспечивает снятие нагрузки со всего объема); В вышеуказанной смеси А-МайОз порционно добавлялэсь вода. Жесткость 55 корпуса и усилие на стержни также являются параметрами, управляющими тепловыделением, Поэтому корпус изготавливался из стали толщиной 0,8 - 1,0 мм. В опытах с обеспечением непрерывного тепловыделения при однократной заливке воды и без снятия2003032 Формула изо ретениябр ения виде шашки пиротехнического состава скоэффициентом уплотнения не более 0,9,ЗАРЯД НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПИ- включающего окислитель и горючее, вэяРОТЕХНИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЯ, отли 40 тое в избытке,чающийся тем, что, с целью повышенияэффективности действия, он выполнен в нагрузки после реагирования стенки и дно корпуса деформировались эа счет "разбухания" смеси, увеличивая на 5-10 первоначальный объем корпуса.Изменение скорости тепловыделения можно обеспечить, если изменять жесткость оболочки (например, стягивая ее хомутом).Для обеспечения задействования без ввода уплотняющих стержней можно в смесь добавить компонент, который реакционноспособен с отдельно хранящимся компонентом (водой) с большим объемным увеличением. Так в смесь 95 А 1, 5 йайОэ добавлялась негашеная известь, которая имеет плотность = 3,4 г/см (см. краткая химическая энциклопедия. М.: "СЭ" 1963, т.2.с.138, 380), При добавлении воды образовывался Са(ОН)2 с плотностью2,2 г/смз с выделением тепла, уплотнением и сдвигом основной смеси, приведшим к длительному тепловыделению с деформацией вышеуказанного корпуса.Иэвышеуказанной смеси изготавливали заряд в оболочку при предварительном прессовании алюминия с нитратом натрия усилием 10 кгс/см, добавлялась вода, чем обеспечивалась реакции с ее затуханием за счет образования плотной пленки на алюминии. Перемещением слоев смеси стержнем диаметром 5-6 мм с усилием 10-15 кг обеспечивалось возникновение реакции. При нанесении вышеуказанной смесина поверхности типа "наждак" и трением этих поверхностей друг о друга также осуществлялась реакция с ее затуханием и по следующим возобновлением при тренииповерхностей.Таким образом, изготовление заряда ссоотношением компонентов за концентрационным пределом горения, с коэффициен том уплотнения, обеспечивающимсуществование взаимосвязанных пор, по которым внешний окислитель заполняет весь объем заряда, позволяет осуществить снижение температуры реагирования за 15 счет сдвига и деформации частиц горючего,что приводит к разрушению плотной защитной окисной пленки и осуществлению тепловыделения за счет реакции активного металла до высших окислов.20 Опыты с вышеуказанным зарядом совсеми вариантами инициирования подтвердили наличие длительного ниэкотемпературного тепловыделения (только в опытах с негашеной известью температура при гаше нии поднималась выше 150 С) с температурой 45-89 С при естественном тепловоде в воздух.2003032 Составитель Н.Мочали Техред М; Моргентал тор А. Мотыль актор Н. Федорова Заказ 3228 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводствен здательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101