CN103196338B - 中继起爆具自动、智能化浇注系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，包括控制模块和浇注模块，所述的控制模块通过传感器实时对浇注模块的工作状态进行监控，所述控制模块根据所监控的工作状态调整控制浇注模块工作，实现闭环控制工作。本发明所述的中继起爆具自动、智能化浇注系统，采用PLC控制，实现了自动浇注的目的，极大提高生产效率和降低劳动强度；减少作业人员人数提高生产当中的安全性；设计安全可靠，再配有安全联锁的控制监视系统，增加了生产的安全系数。本发明所采用的注药结构合理，不易留料，下料通畅，降低了设备系统的人工维护成本。

Description

中继起爆具自动、智能化浇注系统及其工作方法

技术领域

本方法发明涉及一种中继起爆具自动、智能化浇注系统及其工作方法，属于中继起爆具的制造技术领域。

背景技术

中继起爆具是一种用于起爆钝感炸药或硐室大爆破的特殊民用爆破器材，目前国内在中继起爆具生产过程中，浇注工序主要采用的是人工手工注药，其生产效率低，产品质量不稳定，作业环境差，安全系数低，作业人员密集，无法实现真正的工业化生产。随着国家对钝感炸药及现场混装车的推广和应用，中继起爆具产品越来越受到用户的青睐，且用量也越来越大，原来低产能的手工作业方式已远远跟不上市场发展的需求。

在国防科工委制订的《民用爆破器材行业“十一五”规划纲要》中已明确指出，“十一五”期间，工业炸药等主要民用爆破器材产品要实现连续化、自动化生产。淘汰高污染、高耗能型工业炸药生产技术和落后的制药、装药及包装作业方式和工艺设备，鼓励和推广炸药现场混装作业方式；采用先进的制造技术，发展集约化生产模式，改变劳动密集型生产方式，有效控制环境污染。

由于太安在融化的TNT中容易沉淀，在浇注过程中容易发生堵料，而太安与TNT又易燃易爆，一些常用的灌装设备由于在制作材料、防静电、工作模式等因素受到限制而无法应用，受制于此技术瓶颈，目前国内还没有连续自动装配线，从安全、环保、高效来看，未来的起爆具生产线将向高自动化的方向发展，在此形势下自动化浇注技术的研究与发展也成为必然。

目前起爆具的配方为TNT与太安或TNT与黑索今的均匀混合物，由于太安的起爆感度较黑索今大，在实际应用中有更大的优势。但太安颗粒比黑索今大，在融化的TNT中悬浮性较差，很容易沉淀。中国专利CN102944139A公开了一种起爆具铸装药自动化生产工艺及设备，工艺步骤如下，将原料进行除杂、称量后，由提升输送装置将物料放入熔化装置中进行熔化，熔化后的物料放入混合罐中，加入固体颗粒进行混合，同时将冒口及其它组件进行冒口装配，待物料混合均匀后在注药工序进行一次多模定量注装，完成装药后的药柱由输送机输送到护理工序依次进行梯度冷却护理，并由输送机输送到退模工序进行整体退模，随后去冒口，将冒口药进行分离，清理冒口重复使用，药柱检验，成品直接装箱。中国专利CN102944139A提出的浇注物料为NTT与黑索今，其浇注结构如用来浇注TNT与太安混合物，则很容易堵料，其设备对物料的兼容性不好；该专利采用加冒口一次浇注的工艺，由于冒口需提前人工装配，退模后又需人工与药柱分离，费时费力，增加了危险工位和作业人员数，同时每发药柱冒口内留有大量废药，弃之不用会造成极大的浪费，重复利用费时费力，并且在将废药磨细时存在极大的安全隐患；用该工艺生产起爆具需经过三道护理工序，工艺复杂，护理时间过长，在线存药量大。

针对以上专利方案的不足，本发明的浇注段设备设计合理，不易堵料，可以用于易沉淀物料的产品浇注；采用精确的称量计量系统，计量准确，无需冒口，无废药产生，大大减少了危险工序和作业人数。采用二次浇注技术，产品无需护理，减少了炸药在线存药量。

发明内容

发明概述

为了实现起爆具自动化浇注的目的，本发明根据多年对民爆产品生产方面的学习，了解和研究，以及对起爆具所用梯恩梯、太安、黑索今等物料特性的研究，找到一种高效、简捷、自动、智能的浇注系统及方法。该方法是利用计算机预先编程设定各项参数置入系统中的PLC模块中，浇注时根据负荷传感器的信号自动调节阀门以控制浇注物料的质量，可实现多次、分量、动态浇注，并可根据设置数值与上次实际质量自动计算本次应浇注的物料从而实现单发产品的总质量的控制，改变了原有的手工浇注模式，从而实现了起爆具的自动化生产。

发明详述

针对现有技术的不足，本发明提供一种中继起爆具自动、智能化浇注系统。

本发明还提供一种上述中继起爆具自动、智能化浇注系统的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，包括控制模块和浇注模块，所述的控制模块通过传感器实时对浇注模块的工作状态进行监控，所述控制模块根据所监控的工作状态调整控制浇注模块工作，实现闭环控制工作；所述传感器包括温度传感器和转速传感器：

所述温度传感器安装在注药罐内部，以监测注药罐内物料的温度；所述温度传感器设置有隔离转换单元；

所述转速传感器安装在所述注药罐内搅拌装置上，以监测注药罐内搅拌速度；所述转速传感器设置有隔离转换单元；

所述的浇注模块，包括注药罐、缓冲罐、浇注嘴、工装板和顶升装置；所述的注药罐通过比例阀与所述的缓冲罐相连通；所述的缓冲罐通过浇注阀与所述浇注嘴相连通；所述顶升装置的上部安装有称重传感器与所述工装板上的浇注模具相配套；本发明中所有电气元件都经过隔离栅进行隔离，抑制能量的产生。工作时，在工装板上放置浇注模具，所述浇注模具与所述的浇注嘴对齐。

根据本发明优选的，在所述称重传感器外部套设有传感器保护套。

根据本发明优选的，所述控制模块为可编程序控制器（PLC）。

根据本发明优选的，在所述注药罐外设置有保温夹套，在所述的保温夹套内设置有温度传感器。本发明中可利用水或蒸汽充入所述的保温夹套内，以实现对物料反应环境温度进行调整，加热或降温。此处设计的优点在于，实现本发明对热工参数、运动参数的监测、显示、现场和远距离调控的功能，同时有安全连锁功能，用计算机进行工艺管理和控制。

根据本发明优选的，所述中继起爆具自动、智能化浇注系统还包括监视模块，所述监视模块与所述控制模块相连，所述监视模块包括防爆电动云台、防爆摄像和硬盘录像机。此处设计的优点在于监视现场，画面实时传送到控制室的监视器上。

根据本发明优选的，所述的浇注嘴由浇注阀关闭，浇注嘴起到了能够使物料顺利的流下来，浇注阀关闭后还不能滴漏物料的作用。

根据本发明优选的，所述的浇注嘴，包括锥形漏斗区、出料管和锥形出料嘴，所述的锥形漏斗区的小直径端通过出料管与所述锥形出料嘴的大直径端相连。根据本发明优选的，所述锥形漏斗区的锥形夹角为90°；在所述锥形漏斗区的大直径端设置有环形围台，所述环形围台的高度为8cm；所述锥形出料嘴的大直径端的内径为10cm，所述锥形出料嘴的小直径端的内径为6cm。

根据本发明优选的，所述浇注嘴的材质为金属铜，其内表面的粗糙度为3.2Ra。本发明中所述的浇注嘴是经过反复试验，确定了合理的尺寸和最佳口径的大小，热传导效果良好，即可以满足浇注速度要求，又能保证在管内不引起堵塞。反应快速、灵敏、安全的专用阀门以及结构合理的的浇注嘴相匹配实现了该特殊物料的自动浇注，而且浇注嘴为铜质具有较好的导热性。

上述中继起爆具自动、智能化浇注系统的工作方法，包括步骤如下：

（1）将模具与纸壳置于所述的工装板上，所述称重传感器对模具与纸壳进行称重；

（2）预设第一次浇注物料量：浇注模块开始对模具与纸壳进行浇注，所述控制模块通过称重传感器实时对所述浇注物料量进行监控，当所浇注物料量达到预设第一次浇注物料量时，所述浇注阀关闭，停止浇注；

（3）待步骤（2）所述的浇注物料冷却至60-65℃时，即为起爆具半成品；

（4）预设第二次浇注物料量：将所述的起爆具半成品重新置于所述的工装板上，所述控制模块通过称重传感器实时对所述浇注物料量进行监控，当所浇注物料量达到预设第二次浇注物料量时，所述浇注阀关闭，停止浇注；根据实际需要浇注次数，重复步骤（3）和步骤（4），直至完成对模具和纸壳全部浇注。第一次浇注完成，起爆具半成品经过传输、冷却后重新回到浇注系统处，按照第一次的控制程序运行，计量自动控制系统按照系统设置的产品总质量减去每个产品实际浇注的质量智能计算第二次应该浇注的物料质量，保证每发产品的质量都能达到设定的质量要求。起爆具产品按两次注药完成浇注，该系统也可以按多次浇注模式设置。

本发明的有益效果：

1、本发明所述的中继起爆具自动、智能化浇注系统，采用PLC控制，实现了自动浇注的目的，极大提高生产效率和降低劳动强度；减少作业人员人数提高生产当中的安全性；设计安全可靠，再配有安全联锁的控制监视系统，增加了生产的安全系数。

2、本发明所采用的注药结构合理，不易留料，下料通畅，降低了设备系统的人工维护成本。

3、本发明采用合理的浇注嘴，确定了合理的尺寸和最佳口径的大小，热传导效果良好，即可以满足浇注速度要求，又能保证在管内不引起堵塞。反应快速、灵敏、安全的专用阀门以及结构合理的的浇注嘴相匹配实现了该特殊物料的自动浇注。

4、本发明采用精确的称重传感器，浇注误差小，生产完毕后设备清理方便。

附图说明

图1是一种中继起爆具自动、智能化浇注系统中浇注模块的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明所述浇注嘴的侧视图；

图4是本发明所述浇注嘴的俯视图；

图5本发明所述中继起爆具自动、智能化浇注系统的工艺流程图；

在图1-5中，1、注药罐；2、比例阀；3、缓冲罐；4、浇注阀；5、浇注嘴；6、模具；7、工装板；8、传感器保护套；9、称重传感器；10、顶升装置；11、锥形漏斗区；12、出料管；13、锥形出料嘴；14、环形围台。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

实施例1、

一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，包括控制模块和浇注模块，所述的控制模块通过传感器实时对浇注模块的工作状态进行监控，所述控制模块根据所监控的工作状态调整控制浇注模块工作，实现闭环控制工作；所述传感器包括温度传感器和转速传感器：

所述温度传感器安装在注药罐1内部，以监测注药罐1内物料的温度；所述温度传感器设置有隔离转换单元；

所述转速传感器安装在所述注药罐1内搅拌装置上，以监测注药罐内搅拌速度；所述转速传感器设置有隔离转换单元；

所述的浇注模块，包括注药罐1、缓冲罐3、浇注嘴5、工装板7和顶升装置10；所述的注药罐1通过比例阀2与所述的缓冲罐3相连通；所述的缓冲罐3通过浇注阀4与所述浇注嘴5相连通；所述顶升装置10的上部安装有称重传感器9与所述工装板7上的浇注模具相配套；本发明中所有电气元件都经过隔离栅进行隔离，抑制能量的产生。工作时，在工装板7上放置浇注模具6，所述浇注模具6与所述的浇注嘴5对齐。

在所述称重传感器9外部套设有传感器保护套8。

所述控制模块为可编程序控制器（PLC）。

在所述注药罐1外设置有保温夹套，在所述的保温夹套内设置有温度传感器。本发明中可利用水或蒸汽充入所述的保温夹套内，以实现对物料反应环境温度进行调整，加热或降温。此处设计的优点在于，实现本发明对热工参数、运动参数的监测、显示、现场和远距离调控的功能，同时有安全连锁功能，用计算机进行工艺管理和控制。

所述的浇注嘴5由浇注阀4关闭，浇注嘴起到了能够使物料顺利的流下来，浇注阀关闭后还不能滴漏物料的作用。

实施例2、

如实施例1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其区别在于，所述中继起爆具自动、智能化浇注系统还包括监视模块，所述监视模块与所述控制模块相连，所述监视模块包括防爆电动云台、防爆摄像和硬盘录像机。

实施例3、

如实施例1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其区别在于，所述的浇注嘴5，包括锥形漏斗区11、出料管12和锥形出料嘴13，所述的锥形漏斗区11的小直径端通过出料管12与所述锥形出料嘴13的大直径端相连。所述锥形漏斗区11的锥形夹角为90°；在所述锥形漏斗区11的大直径端设置有环形围台14，所述环形围台14的高度为8cm；所述锥形出料嘴13的大直径端的内径为10cm，所述锥形出料嘴13的小直径端的内径为6cm。

所述浇注嘴5的材质为金属铜，其内表面的粗糙度为3.2Ra。本发明中所述的浇注嘴是经过反复试验，确定了合理的尺寸和最佳口径的大小，热传导效果良好，即可以满足浇注速度要求，又能保证在管内不引起堵塞。反应快速、灵敏、安全的专用阀门以及结构合理的的浇注嘴相匹配实现了该特殊物料的自动浇注。

实施例4、

如实施例1-3所述的中继起爆具自动、智能化浇注系统的工作方法，包括步骤如下：

（1）将模具与纸壳置于所述的工装板7上，所述称重传感器9对模具与纸壳进行称重；

（2）预设第一次浇注物料量：浇注模块开始对模具与纸壳进行浇注，所述控制模块通过称重传感器实时对所述浇注物料量进行监控，当所浇注物料量达到预设第一次浇注物料量时，所述浇注阀关闭，停止浇注；

（3）待步骤（2）所述的浇注物料冷却至60-65℃时，即为起爆具半成品；

（4）预设第二次浇注物料量：将所述的起爆具半成品重新置于所述的工装板上，所述控制模块通过称重传感器实时对所述浇注物料量进行监控，当所浇注物料量达到预设第二次浇注物料量时，所述浇注阀关闭，停止浇注；根据实际需要浇注次数，重复步骤（3）和步骤（4），直至完成对模具和纸壳全部浇注。第一次浇注完成，起爆具半成品经过传输、冷却后重新回到浇注系统处，按照第一次的控制程序运行，计量自动控制系统按照系统设置的产品总质量减去每个产品实际浇注的质量智能计算第二次应该浇注的物料质量，保证每发产品的质量都能达到设定的质量要求。起爆具产品按两次注药完成浇注，该系统也可以按多次浇注模式设置。

Claims (9)

1.一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，该系统包括控制模块和浇注模块，所述的控制模块通过传感器实时对浇注模块的工作状态进行监控，所述控制模块根据所监控的工作状态调整控制浇注模块工作，实现闭环控制工作；所述传感器包括温度传感器和转速传感器：

所述温度传感器安装在注药罐内部，以监测注药罐内物料的温度；所述温度传感器设置有隔离转换单元；

所述转速传感器安装在所述注药罐内搅拌装置上，以监测注药罐内搅拌速度；所述转速传感器设置有隔离转换单元；

所述的浇注模块，包括注药罐、缓冲罐、浇注嘴、工装板和顶升装置；所述的注药罐通过比例阀与所述的缓冲罐相连通；所述的缓冲罐通过浇注阀与所述浇注嘴相连通；所述顶升装置的上部安装有称重传感器与所述工装板上的浇注模具相配套；所有电气元件都经过隔离栅进行隔离，抑制能量的产生；所述的浇注嘴，包括锥形漏斗区、出料管和锥形出料嘴，所述的锥形漏斗区的小直径端通过出料管与所述锥形出料嘴的大直径端相连。

2.根据权利要求1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，在所述称重传感器外部套设有传感器保护套。

3.根据权利要求1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，所述控制模块为可编程序控制器(PLC)。

4.根据权利要求1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，在所述注药罐外设置有保温夹套，在所述的保温夹套内设置有温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，所述中继起爆具自动、智能化浇注系统还包括监视模块，所述监视模块与所述控制模块相连，所述监视模块包括防爆电动云台、防爆摄像和硬盘录像机。

6.根据权利要求1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，所述的浇注嘴由浇注阀关闭。

7.根据权利要求1所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，所述锥形漏斗区的锥形夹角为90°；在所述锥形漏斗区的大直径端设置有环形围台，所述环形围台的高度为8cm；所述锥形出料嘴的大直径端的内径为10cm，所述锥形出料嘴的小直径端的内径为6cm。

8.根据权利要求7所述的一种中继起爆具自动、智能化浇注系统，其特征在于，所述浇注嘴的材质为金属铜，其内表面的粗糙度为3.2Ra。

9.如权利要求1所述中继起爆具自动、智能化浇注系统的工作方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

(1)将模具与纸壳置于所述的工装板上，所述称重传感器对模具与纸壳进行称重；

(2)预设第一次浇注物料量：浇注模块开始对模具与纸壳进行浇注，所述控制模块通过称重传感器实时对所述浇注物料量进行监控，当所浇注物料量达到预设第一次浇注物料量时，所述浇注阀关闭，停止浇注；

(3)待步骤(2)所述的浇注物料冷却至60-65℃时，即为起爆具半成品；

(4)预设第二次浇注物料量：将所述的起爆具半成品重新置于所述的工装板上，所述控制模块通过称重传感器实时对所述浇注物料量进行监控，当所浇注物料量达到预设第二次浇注物料量时，所述浇注阀关闭，停止浇注；根据实际需要浇注次数，重复步骤(3)和步骤(4)，直至完成对模具和纸壳全部浇注。