CN104502561B - 一种混装炸药科研试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混装炸药科研试验平台，在混装炸药试制间(D)的前方设置水相制备间(A)和油相制备间(B)，混装炸药试制间(D)的后方设置模拟装药间(E)，在模拟装药间(E)的后方设置动力间(F)和废药收集间(G)，动力间(F)及废药收集间(G)的后方设置测试间(H)和振动测试间(I)。本发明通过模拟生产线的产能及设备，主要定位于关键工艺(如乳化、敏化、混合、输送等)参数与核心设备的优化调整；除满足原材料制备及乳胶基质半成品制备的功能需求外，还兼顾了核心设备、生产工艺、自动化控制、炸药基础测试等多方面的研究需要。本发明采用模块化设计方案，便于更加进行试验切换与对比，同时为后续科研试验留好功能扩充接口。

Description

一种混装炸药科研试验平台

技术领域

本发明属于爆破炸药技术领域，具体地说，特别涉及一种混装炸药科研试验平台。

背景技术

工业炸药试验研究，按研究阶段通常划分为实验室试验、中试试验、工业化试验三个阶段。实验室试验研究阶段，主要通过少量样品(一般只有几公斤的试验药量)试验，初步确定炸药配方及其工艺参数。中试试验研究阶段，主要在实验室试验研究基础上，尽量模拟实际生产运行参数，通过小批量的试验，确定或验证其工艺参数合理性、单元设备运行可靠性、整体工装运行稳定性、试制品性能是否达标等。工业化试验阶段，是在完成中试试验研究并满足现有规范的基础上，利用现有生产线或混装系统等设备设施，采取相对稳定的工艺参数，通过组织较大批次(通常为几十吨到几百吨的药量)试生产运行，试生产运行各项指标达标后即可组织正常的成果验收。

传统的中试线试验，如中国专利ZL201410319894.0于2014年9月24日公开的技术方案所示，是为了实现特定的生产工艺或检验特定的生产设备而制定，根据实验室试验(小试)得来的配方及工艺参数，将现有生产线或生产设备进行等比例缩放，或进行相似替代性试验。该类中试线试验并不能起到最佳的验证效果，主要表现在：

1)只能针对特定的一种或两种乳胶基质、特定的工装设备进行中试试验。想要实现特定功能之外的试验，需要重新设计并制造其他的中试线或设备来完成试验，经济性及合理性不足。

2)只能使用一种乳化方式，如纯机械转动剪切式或机械转动剪切式+静态混合式。

3)无炸药成品的制备功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够实现良好验证效果的混装炸药科研试验平台。

本发明的技术方案如下：一种混装炸药科研试验平台，在混装炸药试制间(D)内设置乳化装置(3)和敏化装置(4)，混装炸药试制间(D)的前方并排设置水相制备间(A)和油相制备间(B)，在水相制备间(A)内设有水相装置(1)，该水相装置(1)通过水相输送管(6)与乳化装置(3)连接，在油相制备间(B)内设有油相装置(2)，该油相装置(2)通过油相输送管(7)与乳化装置(3)连接，并且乳化装置(3)通过乳胶基质输送管(8)与敏化装置(4)连接；

在所述混装炸药试制间(D)的后方设置模拟装药间(E)，该模拟装药间(E)内设有模拟装药装置(5)，所述敏化装置(4)接出的输药管分为两路，一路串联输药第一阀门(39)后，与第一废药管(43)连接，另一路串联输药第二阀门(40)后，与模拟装药装置(5)连接，在模拟装药装置(5)上接有第二废药管(9)；

在所述模拟装药间(E)的后方并排设置动力间(F)和废药收集间(G)，所述动力间(F)内布置液压站(48)，废药收集间(G)内设置废药收集罐(45)，该废药收集罐(45)与第一废药管(43)及第二废药管(9)连接；

在所述动力间(F)及废药收集间(G)的后方并排设置测试间(H)和振动测试间(I)，所述振动测试间(I)内设有模拟运输振动台(49)。

采用以上技术方案，水相制备间内的装置和油相制备间内的装置组成水油相制备功能模块，主要用于满足水油相原材料投料、搅拌混合、称重计量、温度控制、密度检测、析晶点(或含水量)检测等试验工艺要求。

乳化装置主要由水油输送管路、过滤装置、计量装置、水油相泵送装置、机械剪切乳化装置、静态乳化预留接口、乳胶基质泵送装置等组成，形成乳化功能模块，以满足乳化放大试验及乳化设备开发的需要。

敏化装置主要由干料(膨胀珍珠岩、玻璃微珠)箱、敏化剂罐(包括主剂罐与促剂罐)、柴油罐、多孔硝酸铵罐、计量输送装置、敏化混合装置、炸药输送与回收装置等组成，形成敏化混合功能模块，旨在满足敏化工艺试验、乳化铵油混合试验、敏化混合设备开发等试验研究需要。

模拟装药装置主要由卷筒、水环加入装置、输药管、自动送管机构、管道、模拟炮孔、废料回收罐等装置组成，形成输药功能模块，通过模拟装药车输药，验证输送是否顺畅、压力是否超限，输药设备间的工作协调性如何，自动送管机构工作是否满足要求等。

根据不同工艺与设备的要求不同，试验线需要提供不同的动力方式。地面生产通常采取电动方式，混装车等移动设备则多采用液压驱动方式，而颗粒或粉状物料的输送很多会涉及风动方式(如地下风动装药应有相关的风源，借助气力与液力结合的方式实现气液对流搅拌等)，所以本发明将配电系统、液压系统和空压系统组成动力功能模块，以满足不同科研试验的需要。

相对应地，本发明还设置有自动控制功能模块，该模块是与上述各模块密切相关，主要包括自动控制装置、计量检测装置、安全连锁报警装置等几部分；该模块有利于保证工艺试验的协调性、试验数据的准确性、试验过程的安全性，同时为自动检测及控制仪器仪表的设计选型、标定校检等提供较好验证平台。

本发明还设置有性能模拟测试功能模块，性能模拟测试功能模块主要是与放大试验紧密相关的性能测试，不是实验室理化性能检测或物料爆炸性能与感度性能的检测；该模块主要用于完成乳胶基质远输颠簸模拟性能测试、乳胶基质反复泵送性能测试、上向炮孔装药可靠性模拟试验等试验任务。

本发明通过模拟生产线的产能及设备，主要定位于关键工艺(如乳化、敏化、混合、输送等)参数与核心设备的优化调整；本发明除满足原材料制备及乳胶基质半成品制备的功能需求外，还兼顾了核心设备、生产工艺、自动化控制、炸药基础测试等多方面的研究需要。

在乳胶基质半成品制备试验方面：本发明可实现多种乳化方式的组合，比如可以纯机械转动剪切式乳化，也可以前机械转动剪切式+后静态混合式乳化，也可以前静态混合式+后机械转动剪切式乳化，也可以纯静态混合式乳化，实现了多种乳化方式应用在一条线上的功能，配以不同的原材料，制备出不同性能的乳胶基质；本发明还可以将制备出的乳胶基质导出，进行抗颠簸试验、反复泵送等多种基础测试，提高乳胶基质的本质安全。

在炸药成品的制备方面：本发明模仿生产线，除能满足多种应用需求(如严寒施工条件、低密度品种、地下开采等)的混装乳化炸药的研究需要外，同时还兼顾了粒状铵油炸药、乳化铵油炸药、地下粘性铵油炸药等工业炸药的研究需要；

在动力提供方面：本发明除了使用电力驱动外，还兼顾了液压、气动等多种动力条件。

功能方面：为更好地满足开展材料试验、工装试验、性能试验等重复性试验的需求，本科研试验平台创造性的采用了模块化设计的方案，便于更加快捷地进行试验切换与对比，同时为后续科研试验留好功能扩充接口。

所述乳化装置(3)具有并排设置的水相螺杆泵(10)和油相螺杆泵(11)，所述水相螺杆泵(10)的进口与水相输送管(6)连接，水相螺杆泵(10)的出口通过管路依次串联水相压力变送器(14)、水相流量计(15)、水相第一阀门(18)和水相第二阀门(19)后，与预乳器(21)的进口连接，所述油相螺杆泵(11)的进口与油相输送管(7)连接，油相螺杆泵(11)的出口依次串联油相压力变送器(16)、油相流量计(17)、第一油相阀门(22)和第二油相阀门(23)后，与第一可拆卸管路(44)或第三静态混合器连接，第一可拆卸管路(44)或第三静态混合器通过管路与机械剪切式乳化器(24)的进口连接，所述机械剪切式乳化器(24)的出口通过管路与预乳器(21)的进口连接，预乳器(21)位于乳胶基质输送泵(20)的上方，且预乳器(21)的出口通过管道与乳胶基质输送泵(20)的进口连接，在乳胶基质输送泵(20)的出口接有乳胶基质输送管(8)，该乳胶基质输送管(8)串联第二静态混合器或第三可拆卸管路；在所述水相第一阀门(18)与水相第二阀门(19)之间接有旁通管，该旁通管串联第二可拆卸管路(26)后，接在第一油相阀门(22)与第二油相阀门(23)之间。

以上设置通过切换管路，可进行不同方式的乳化，采用多种乳化方式的组合，对采用不同比例、不同成分、不同参数的水油相溶液，以及各种乳化装置，都有较好的试验效果，可得出最佳的乳化方案，对提高乳化安全性有着非常重要的作用。

作为优选，在所述水相输送管(6)上串联有水相过滤器(12)，油相输送管(7)上串联有油相过滤器(13)。

所述敏化装置(4)具有乳胶基质储罐(33)、敏化干料料箱(34)、混拌机(35)和输药泵(36)，所述乳胶基质储罐(33)的进口与乳胶基质输送管(8)连接，乳胶基质储罐(33)的出口通过管路串联转子泵后，与混拌机(35)连接，混拌机(35)位于乳胶基质储罐(33)与敏化干料料箱(34)之间，所述敏化干料料箱(34)通过管道串联蠕动泵(37)后，与混拌机(35)连接；在所述混拌机(35)的侧边从前往后依次设置促进剂罐(29)、发泡剂罐(30)和柴油储罐(31)，各罐通过管路串联相应地输送泵后，均与混拌机(35)连接，在所述混拌机(35)的前方设置螺旋输送机(38)，该螺旋输送机(38)通过管路与混拌机(35)连接，在所述混拌机(35)出料口的下方设置输药泵(36)或手推车，该输药泵(36)的出口连接输药管。以上设置根据不同敏化装置的搭配组合与原料的选择，经现场的自动控制系统控制，可实现多种工业炸药的研究需要。

为了便于清洗输药泵及相关管路，在所述柴油储罐(31)的后方设置清洗水罐(32)，该清洗水罐(32)通过水管与输药泵(36)连接。

为了模拟装药车输药，验证炸药输送是否符合要求，所述模拟装药装置(5)包括盘管装置(41)、智能机械臂(42)、送管装置(46)和炸药输送管(47)，所述炸药输送管(47)盘绕在盘管装置(41)上，该炸药输送管(47)从智能机械臂(42)上的导向环中穿过，并与智能机械臂(42)上安装的送管装置(46)连接，所述送管装置(46)与第二废药管(9)连接。

所述智能机械臂(42)包括底座(51)、机械臂大臂(53)和伸缩臂(59)，所述底座(51)的上端通过高精度回转支承装置(52)与机械臂大臂(53)的下端连接，机械臂大臂(53)的上端通过变幅销轴(56)与伸缩臂(59)的固定部分铰接，在变幅销轴(56)上安装角度编码器(55)，所述机械臂大臂(53)与伸缩臂(59)的固定部分之间连接有变幅油缸(54)，并在伸缩臂(59)固定部分的旁边安装伸缩油缸(58)，该伸缩油缸(58)与伸缩臂(59)的固定部分相平行，在伸缩油缸(58)的缸体上安装长度传感器(57)，所述伸缩油缸(58)的活塞杆与支架(61)的一端连接，支架(61)的另一端通过同步绳装置(60)与伸缩臂(59)的伸缩部分连接，在所述伸缩臂(59)的伸缩部分上安装送管装置(46)及导向环。

以上结构利用高精度回转支承装置来实现回转精度(精度等级：Ⅰ≤0.03°)，如伸缩臂完全打开后(设定为6m)，由高精度回转支承装置单纯所产生的回转误差传递到伸缩臂最前端的左右摆动，其精度可控制到±3.1mm以内；变幅销轴可提高角度编码器的测量精度；伸缩臂采用了同步绳装置，利用伸缩油缸带动伸缩臂的两节伸缩部分同时动作，再通过插入到伸缩油缸的长度传感器测量其油缸伸缩量，乘以2后可得到伸缩臂的总的伸缩量，此过程减小了系统控制环节，利用精密的同步绳装置同时驱动伸缩臂的两节伸缩部分，完成整个伸缩过程，大大提高了伸缩控制精度，伸缩控制误差可控制到±3mm(伸缩臂伸缩量设定为3.5m)以内。以上结构总体回转和伸缩同时工作，最终可控制伸缩臂最前端的点的位移精度在±6.1mm以内(按伸缩臂总成6m)。

为了简化结构，方便装配，使变幅油缸驱动伸缩臂能够灵活地进行俯仰运动，所述变幅油缸(54)的缸底位于两个第一支耳(62)之间，并与两个第一支耳(62)相铰接，两个第一支耳(62)对称固定在机械臂大臂(53)底部的两侧；所述变幅油缸(54)活塞杆的顶端位于两个第二支耳(63)之间，并与两个第二支耳(63)铰接，两个第二支耳(63)固定在伸缩臂(59)的固定部分上。

为了方便布置，有利于快速装配，所述伸缩油缸(58)位于伸缩臂(59)固定部分的下方，伸缩油缸(58)的缸底通过第三支耳(50)与伸缩臂(59)的固定部分相固定，所述长度传感器(57)位于第三支耳(50)的旁边。

作为优选，在所述油相制备间(B)的旁边设置配电间(C)，该配电间(C)和水相制备间(A)分居在油相制备间(B)的两侧。

本发明的有益效果是：

1、通过模拟生产线的产能及设备，主要定位于关键工艺(如乳化、敏化、混合、输送等)参数与核心设备的优化调整；除满足原材料制备及乳胶基质半成品制备的功能需求外，还兼顾了核心设备、生产工艺、自动化控制、炸药基础测试等多方面的研究需要。

2、可实现多种乳化方式的组合，实现了多种乳化方式应用在一条线上的功能，配以不同的原材料，制备出不同性能的乳胶基质；还可以将制备出的乳胶基质导出，进行抗颠簸试验、反复泵送等多种基础测试，提高乳胶基质的本质安全。

3、除能满足多种应用需求(如严寒施工条件、低密度品种、地下开采等)的混装乳化炸药的研究需要外，同时还兼顾了粒状铵油炸药、乳化铵油炸药、地下粘性铵油炸药等工业炸药的研究需要；

4、采用了模块化设计的方案，满足开展材料试验、工装试验、性能试验等重复性试验的需求，便于更加快捷地进行试验切换与对比，同时为后续科研试验留好功能扩充接口。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明智能机械臂的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明具有水相制备间A、油相制备间B、配电间C、混装炸药试制间D、模拟装药间E、动力间F、废药收集间G、测试间H和振动测试间I等9个独立的房间。其中水相制备间A、油相制备间B和配电间C位于整个试验平台的最前端，水相制备间A位于油相制备间B的左侧，配电间C位于油相制备间B的右侧，试验平台电控部分设置在配电间C内。混装炸药试制间D位于水相制备间A、油相制备间B及配电间C的后方，在混装炸药试制间D的后方设置模拟装药间E，模拟装药间E的后侧并排设置动力间F和废药收集间G，动力间F位于废药收集间G的左侧。在动力间F的正后方设有测试间H，废药收集间G的正后方设有振动测试间I，测试间H和废药收集间G并排设置。

如图1、图2所示，在水相制备间A内设有水相装置1，油相制备间B内设有油相装置2。所述水相装置1和油相装置2均为现有技术，水、油相装置的构成在此不作赘述。在混装炸药试制间D内设置乳化装置3和敏化装置4，乳化装置3位于敏化装置4的前方，该乳化装置3由水相螺杆泵10、油相螺杆泵11、水相过滤器12、油相过滤器13、水相压力变送器14、水相流量计15、油相压力变送器16、油相流量计17、水相第一阀门18、水相第二阀门19、乳胶基质输送泵20、预乳器21、第一油相阀门22、第二油相阀门23、机械剪切式乳化器24、可拆卸管路和静态混合器等构成。其中，水相螺杆泵10和油相螺杆泵11并排设置，水相螺杆泵10位于油相螺杆泵11的左侧，该水相螺杆泵10的进口通过水相输送管6与水相装置1连接，水相输送管6上串联有水相过滤器12。水相螺杆泵10的出口通过管路依次串联水相压力变送器14、水相流量计15、水相第一阀门18和水相第二阀门19后，与预乳器21的进口连接。

油相螺杆泵11的进口通过油相输送管7与油相装置2连接，油相输送管7上串联有油相过滤器13。油相螺杆泵11的出口通过管路依次串联油相压力变送器16、油相流量计17、第一油相阀门22和第二油相阀门23后，与第一可拆卸管路44或第三静态混合器连接，第一可拆卸管路44或第三静态混合器通过管路与机械剪切式乳化器24的进口连接。机械剪切式乳化器24的出口通过管路与预乳器21的进口连接，预乳器21安装在乳胶基质输送泵20的上方，且预乳器21的出口通过管道与乳胶基质输送泵20的进口连接，在乳胶基质输送泵20的出口接有乳胶基质输送管8，该乳胶基质输送管8串联第二静态混合器28或第三可拆卸管路。在水相第一阀门18与水相第二阀门19之间的管路上接有旁通管，该旁通管串联第二可拆卸管路26后，接在第一油相阀门22与第二油相阀门23之间的管路上。在乳化装置3的后端设置操作屏25，以便于显示及操作。

如图1、图2所示，敏化装置4由促进剂罐29、发泡剂罐30、柴油储罐31、清洗水罐32、乳胶基质储罐33、敏化干料料箱34、混拌机35、输药泵36、蠕动泵37和螺旋输送机38等构成。其中，乳胶基质储罐33的进口与乳胶基质输送管8连接，乳胶基质储罐33的出口通过管路串联转子泵后，与混拌机35连接，混拌机35位于乳胶基质储罐33的后方。在混拌机35的后方设置敏化干料料箱34，敏化干料料箱34通过管道串联蠕动泵37后，与混拌机35连接。在混拌机35的左侧从前往后依次设置促进剂罐29、发泡剂罐30、柴油储罐31和清洗水罐32，促进剂罐29和发泡剂罐30均通过管路串联螺杆泵后，与混拌机35连接，柴油储罐31通过管路串联齿轮泵后，与混拌机35连接，在混拌机35出料口的下方设置输药泵36或手推车，清洗水罐32通过水管与输药泵36连接。在混拌机35的前方设置螺旋输送机38，该螺旋输送机38通过管路与混拌机35连接。混拌机35为现有技术，其结构及工作原理在此不作赘述。

如图1、图2所示，在模拟装药间E内设有模拟装药装置5，模拟装药装置5包括盘管装置41、智能机械臂42、送管装置46和炸药输送管47。炸药输送管47盘绕在盘管装置41上，连接在输药泵36出口的输药管引入模拟装药间E内，该输药管分为两路，一路串联输药第一阀门39后，与第一废药管43连接；另一路串联输药第二阀门40后，与炸药输送管47连接，该炸药输送管47从智能机械臂42上的导向环中穿过，并与智能机械臂42上安装的送管装置46连接，而送管装置46与第二废药管9连接。盘管装置41和送管装置46均为现有技术，其结构及工作原理在此不作赘述。

如图1、图2、图3所示，智能机械臂42由底座51、高精度回转支承装置52、机械臂大臂53、变幅油缸54、角度编码器55、变幅销轴56、长度传感器57、伸缩油缸58、伸缩臂59、同步绳装置60、支架61和支耳等构成。其中，在底座51的上方设置机械臂大臂53，并在底座51与机械臂大臂53之间设置高精度回转支承装置52，底座51的上端通过高精度回转支承装置52与机械臂大臂53的下端连接。高精度回转支承装置52优选为电机驱动的蜗轮蜗杆机构，其结构为现有技术，在此不作赘述。通过高精度回转支承装置52可以实现机械臂大臂53的自动回转运动。

如图3所示，在机械臂大臂53上端的旁边设置伸缩臂59，该伸缩臂59由固定部分和活动部分组成，机械臂大臂53的上端通过变幅销轴56与伸缩臂59的固定部分铰接，在变幅销轴56上安装角度编码器55。所述机械臂大臂53与伸缩臂59的固定部分之间设置有变幅油缸54，变幅油缸54的缸底位于两个第一支耳62之间，并与两个第一支耳62相铰接，两个第一支耳62对称固定在机械臂大臂53底部的两侧；变幅油缸54活塞杆的顶端位于两个第二支耳63之间，并与两个第二支耳63铰接，两个第二支耳63固定在伸缩臂59的固定部分上。当变幅油缸54的活塞杆伸缩时，可以带动伸缩臂59绕机械臂大臂53的上端转动，实现伸缩臂59的自动俯仰运动。

如图2、图3所示，在伸缩臂59固定部分的旁边设置伸缩油缸58，该伸缩油缸58与伸缩臂59的固定部分相平行，伸缩油缸58优选位于伸缩臂59固定部分的下方。伸缩油缸58的缸底通过第三支耳50与伸缩臂59的固定部分相固定，在伸缩油缸58的缸底安装长度传感器57，该长度传感器57位于第三支耳50的旁边，长度传感器57与伸缩油缸58同轴线布置，且长度传感器57伸入伸缩油缸58内。伸缩油缸58的活塞杆与支架61的一端连接，支架61的另一端通过同步绳装置60与伸缩臂59的伸缩部分连接，在伸缩臂59的伸缩部分上安装送管装置46及导向环。同步绳装置60由同步绳和带轮等构成，其结构及工作原理与现有技术相同，在此不作赘述。伸缩臂59的伸缩部分根据需要可以是一节、两节或三节，当伸缩油缸58的活塞杆伸缩时，可带动伸缩臂59的伸缩部分相应地进行伸缩，从而实现伸缩臂59的自动伸缩运动。

如图1、图2所示，在动力间F内布置液压站48，废药收集间G内设置废药收集罐45，该废药收集罐45与第一废药管43及第二废药管9连接。在振动测试间I内布置模拟运输振动台49。

以上结构中，安装时设置必要的阀门、提供必要的动力驱动，还有必要的仪器仪表进行监控，属于本领域技术人员所了解的，这里不再赘述。

本发明的工艺如下：

1、水相溶液配制：水经电磁阀加入水相溶罐，经称重计量后关闭加水电磁阀，打开蒸汽(压力不大于0.4MPa)阀对水进行加热。当温度升到70℃时，打开水相溶罐搅拌，将袋装颗粒状硝酸铵投入到水相溶罐内。当温度降至50℃时停止投料，待温度再次超过70℃时继续投料。投料完成后继续对水相溶液进行加热和搅拌，待水相温度符合生产需求且对水相溶液的检测合格后关闭搅拌与蒸汽阀。

2、油相溶液配制：根据试验需求称量相应重量的乳化剂和柴油等油相原材料，将柴油先投入到油相罐内，打开油相罐搅拌，然后将乳化剂投入到油相罐内。投料完毕后打开热水泵和油相罐热水阀，对罐体内油相进行加热。待温度满足需求时关闭热水阀。

3、乳化：配置好的水相溶液经水相输送管6输送到水相过滤器12，再输送到水相螺杆泵10，由水相螺杆泵10泵出，在自动系统控制下，经流量计15进行计量；此间由水相压力变送器14确认管路压力在许可范围内，系统无报警，安全运行。

配置好的油相溶液经油相输送管7输送到油相过滤器13，再输送到油相螺杆泵11，由油相螺杆泵11泵出，在自动系统控制下，经油相流量计17进行计量；此间由油相压力变送器16确认管路压力在许可范围内，系统无报警，安全运行。

以上经计量好的水相溶液与油相溶液，在后续不同乳化装置作用下，进行不同方式的乳化：

a、关闭第二油相阀门23，打开水相第一、第二阀门18、19以及第一油相阀门22，水油相溶液经简单混合后进入预乳罐21，在预乳罐21内初步成乳后，经乳胶基质螺杆泵20泵送到第二静态混合器28内进行乳化，乳化成乳胶基质后经由乳胶基质输送管8进入乳胶基质储罐33储存。

b、关闭水相第二阀门19，打开水相第一阀门18以及第一、第二油相阀门22、23，水油相溶液经简单混合后进入机械剪切式乳化器24进行乳化，乳化后的乳胶基质经预乳罐21(此时预乳罐不工作，相当于一个小容量的料斗)，由乳胶基质螺杆泵20泵出，经乳胶基质输送管8进入乳胶基质储罐33储存(此种情况下第二静态混合器28由第三可拆卸管路替换)。

c、关闭水相第二阀门19，打开水相第一阀门18以及第一、第二油相阀门22、23，拆除第一可拆卸管路44，换成第三静态混合器，水油相溶液经简单混合后进入第三静态混合器，经混合后进入机械剪切式乳化器24进行乳化，乳化后的乳胶基质经预乳罐21(此时预乳罐不工作，相当于一个小容量的料斗)，由乳胶基质螺杆泵20泵出，经乳胶基质输送管8进入乳胶基质储罐33储存(此种情况下第二静态混合器28由第三可拆卸管路替换)。

d、关闭水相第二阀门19，第二油相阀门23，拆除第二可拆卸管路26，换成串联有第一静态混合器27的管路，该串联有第一静态混合器27的管路与乳胶基质储罐33连接。计量好的水油相溶液直接在第一静态混合器27内完成乳化，乳化好的乳胶基质直接进入乳胶基质储罐33内储存。

4、炸药混制：制备好的乳胶基质储存在乳胶基质储罐33中，根据后续炸药混制方法的不同，可混制不同种类的炸药。

a乳化炸药的混制：乳化炸药根据其敏化方式的不同，可以分为物理敏化的乳化炸药与化学敏化的乳化炸药，其混制工序与敏化剂都有不同：

a)化学敏化的乳化炸药：乳胶基质储罐33内的乳胶基质经转子泵，计量后泵送入混拌机35内；同时发泡剂与促进剂，从各自储罐内泵出，经一定配比计量后泵送至混拌机35内；乳胶基质与发泡剂、促进剂在混拌机35内均匀混合后落入混拌机35下方的可移动式输药泵36内，然后经输药泵36泵出，进入下道工序。

b)物理敏化方式的乳化炸药：乳胶基质储罐33内的乳胶基质经转子泵，计量后泵送入混拌机35内；同时敏化干料料箱34内的敏化干料，经蠕动泵37计量后泵送入混拌机35内；乳胶基质与敏化干料在混拌机35内均匀混合后落入混拌机35下方的可移动式输药泵36内，然后经输药泵36泵出，进入下道工序。

b、现场混装多孔粒状铵油炸药混制：将多孔粒状硝酸铵添加到螺旋输送机38的料斗内，计量后经水平螺旋与垂直螺旋输送至混拌机35；柴油储罐31内的柴油经过滤后，通过齿轮泵的自吸进入齿轮泵，按照跟多孔粒状硝酸铵相适应的配比，经计量后泵送入混拌机35。多孔粒状硝酸铵与柴油在混拌机35内，经搅拌混合均匀后落入手推车内进行收集。收集后的多孔粒状铵油炸药经性能测试后，剩余部分按相关规程进行销毁。

c、现场混装重铵油炸药的混制：现场现场混装重铵油炸药可分为多铵少基质重铵油炸药与多基质少铵重铵油炸药两种，其不同主要在混药工序不同：

a)多铵少基质重铵油炸药：基质储罐内的乳胶基质经转子泵，计量后泵送入混拌机35内；同时柴油经齿轮泵泵送至多孔粒状硝酸铵的螺旋输送机38内，与计量后的多孔粒状硝酸铵在螺旋输送机38内混合均匀成为多孔粒状铵油炸药后，被输送至混拌机35；混拌均匀后的多孔粒状铵油炸药与混拌机内的乳胶基质在混拌机内经搅拌混合均匀，形成重铵油炸药。混合后的重铵油炸药落入到手推车内进行收集。

b)多基质少铵乳化铵油炸药：乳胶基质储罐内的乳胶基质经转子泵，计量后泵送入混拌机内；发泡剂与促进剂，从各自储罐内泵出，经一定配比计量后泵送至混拌机内；多孔粒状硝酸铵按照一定配比经螺旋输送机38输送至混拌机35内；以上四种物料在混拌机内经混合均匀后落入到料斗内，经输药泵36泵送至废药收集罐45内(此时关闭输药第二阀门40，打开输药第一阀门39，管路连通废药收集罐45)。

5、模拟装药：通过盘管装置41、智能机械臂42和送管装置46的配合，模拟装药车输药，验证输送是否顺畅、压力是否超限，各设备之间的工作协调性如何，自动送管机构工作是否满足要求等。

6、废药收集：对废药收集罐内的试验品进行取样测试，性能测试后剩余的试验品经大包包装后，严格按照科研试验平台试验品销毁规程的要求，经危险品运输车运输至爆破销毁现场进行爆炸法销毁。

7、测试间：完成原材料的基础性能测试。

8、振动测试间：放置有六自由度模拟运输振动台，模拟复杂路况下乳胶基质的抗颠簸性能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种混装炸药科研试验平台，其特征在于：在混装炸药试制间(D)内设置乳化装置(3)和敏化装置(4)，混装炸药试制间(D)的前方并排设置水相制备间(A)和油相制备间(B)，在水相制备间(A)内设有水相装置(1)，该水相装置(1)通过水相输送管(6)与乳化装置(3)连接，在油相制备间(B)内设有油相装置(2)，该油相装置(2)通过油相输送管(7)与乳化装置(3)连接，并且乳化装置(3)通过乳胶基质输送管(8)与敏化装置(4)连接；

在所述混装炸药试制间(D)的后方设置模拟装药间(E)，该模拟装药间(E)内设有模拟装药装置(5)，所述敏化装置(4)接出的输药管分为两路，一路串联输药第一阀门(39)后，与第一废药管(43)连接，另一路串联输药第二阀门(40)后，与模拟装药装置(5)连接，在模拟装药装置(5)上接有第二废药管(9)；

在所述模拟装药间(E)的后方并排设置动力间(F)和废药收集间(G)，所述动力间(F)内布置液压站(48)，废药收集间(G)内设置废药收集罐(45)，该废药收集罐(45)与第一废药管(43)及第二废药管(9)连接；

在所述动力间(F)及废药收集间(G)的后方并排设置测试间(H)和振动测试间(I)，所述振动测试间(I)内设有模拟运输振动台(49)；

所述乳化装置(3)具有并排设置的水相螺杆泵(10)和油相螺杆泵(11)，所述水相螺杆泵(10)的进口与水相输送管(6)连接，水相螺杆泵(10)的出口通过管路依次串联水相压力变送器(14)、水相流量计(15)、水相第一阀门(18)和水相第二阀门(19)后，与预乳器(21)的进口连接，所述油相螺杆泵(11)的进口与油相输送管(7)连接，油相螺杆泵(11)的出口依次串联油相压力变送器(16)、油相流量计(17)、第一油相阀门(22)和第二油相阀门(23)后，与第一可拆卸管路(44)或第三静态混合器连接，第一可拆卸管路(44)或第三静态混合器通过管路与机械剪切式乳化器(24)的进口连接，所述机械剪切式乳化器(24)的出口通过管路与预乳器(21)的进口连接，预乳器(21)位于乳胶基质输送泵(20)的上方，且预乳器(21)的出口通过管道与乳胶基质输送泵(20)的进口连接，在乳胶基质输送泵(20)的出口接有乳胶基质输送管(8)，该乳胶基质输送管(8)串联第二静态混合器(28)或第三可拆卸管路；在所述水相第一阀门(18)与水相第二阀门(19)之间接有旁通管，该旁通管串联第二可拆卸管路(26)后，接在第一油相阀门(22)与第二油相阀门(23)之间；

在所述油相制备间(B)的旁边设置配电间(C)，该配电间(C)和水相制备间(A)分居在油相制备间(B)的两侧。

2.根据权利要求1所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：在所述水相输送管(6)上串联有水相过滤器(12)，油相输送管(7)上串联有油相过滤器(13)。

3.根据权利要求1或2所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：所述敏化装置(4)具有乳胶基质储罐(33)、敏化干料料箱(34)、混拌机(35)和输药泵(36)，所述乳胶基质储罐(33)的进口与乳胶基质输送管(8)连接，乳胶基质储罐(33)的出口通过管路串联转子泵后，与混拌机(35)连接，混拌机(35)位于乳胶基质储罐(33)与敏化干料料箱(34)之间，所述敏化干料料箱(34)通过管道串联蠕动泵(37)后，与混拌机(35)连接；在所述混拌机(35)的侧边从前往后依次设置促进剂罐(29)、发泡剂罐(30)和柴油储罐(31)，各罐通过管路串联相应地输送泵后，均与混拌机(35)连接，在所述混拌机(35)的前方设置螺旋输送机(38)，该螺旋输送机(38)通过管路与混拌机(35)连接，在所述混拌机(35)出料口的下方设置输药泵(36)或手推车，所述输药泵(36)的出口连接输药管。

4.根据权利要求3所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：在所述柴油储罐(31)的后方设置清洗水罐(32)，该清洗水罐(32)通过水管与输药泵(36)连接。

5.根据权利要求1或2或4所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：所述模拟装药装置(5)包括盘管装置(41)、智能机械臂(42)、送管装置(46)和炸药输送管(47)，所述炸药输送管(47)盘绕在盘管装置(41)上，该炸药输送管(47)从智能机械臂(42)上的导向环中穿过，并与智能机械臂(42)上安装的送管装置(46)连接，所述送管装置(46)与第二废药管(9)连接。

6.根据权利要求5所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：所述智能机械臂(42)包括底座(51)、机械臂大臂(53)和伸缩臂(59)，所述底座(51)的上端通过高精度回转支承装置(52)与机械臂大臂(53)的下端连接，机械臂大臂(53)的上端通过变幅销轴(56)与伸缩臂(59)的固定部分铰接，在变幅销轴(56)上安装角度编码器(55)，所述机械臂大臂(53)与伸缩臂(59)的固定部分之间连接有变幅油缸(54)，并在伸缩臂(59)固定部分的旁边安装伸缩油缸(58)，该伸缩油缸(58)与伸缩臂(59)的固定部分相平行，在伸缩油缸(58)的缸体上安装长度传感器(57)，所述伸缩油缸(58)的活塞杆与支架(61)的一端连接，支架(61)的另一端通过同步绳装置(60)与伸缩臂(59)的伸缩部分连接，在所述伸缩臂(59)的伸缩部分上安装送管装置(46)及导向环。

7.根据权利要求6所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：所述变幅油缸(54)的缸底位于两个第一支耳(62)之间，并与两个第一支耳(62)相铰接，两个第一支耳(62)对称固定在机械臂大臂(53)底部的两侧；所述变幅油缸(54)活塞杆的顶端位于两个第二支耳(63)之间，并与两个第二支耳(63)铰接，两个第二支耳(63)固定在伸缩臂(59)的固定部分上。

8.根据权利要求6或7所述的混装炸药科研试验平台，其特征在于：所述伸缩油缸(58)位于伸缩臂(59)固定部分的下方，伸缩油缸(58)的缸底通过第三支耳(50)与伸缩臂(59)的固定部分相固定，所述长度传感器(57)位于第三支耳(50)的旁边。