CN107814672A - 防结块细高氯酸铵改性剂的生产设备 - Google Patents

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仉玉成
沈坚
孙庆锋
张秀艳
沈伟民
俞成蛟
刘爱琴
袁潇
沈业炜
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    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0008—Compounding the ingredient
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C06B23/009—Wetting agents, hydrophobing agents, dehydrating agents, antistatic additives, viscosity improvers, antiagglomerating agents, grinding agents and other additives for working up
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B29/00—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate
    • C06B29/22—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate the salt being ammonium perchlorate

Abstract

本发明提供一种用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，包括：预混机单元，用于对原料进行预混合；锥形真空干燥单元，用于提供30‑60摄氏度的环境温度，对预混合后的原料进行搅拌、烘干、粉碎处理，形成防结块细高氯酸铵改性剂。本发明实现了细高氯酸按的高效、节省、大批量生产。

Description

防结块细高氯酸铵改性剂的生产设备
技术领域
本发明涉及机械技术领域，尤其涉及用于生产高氯酸铵改性剂的设备。
背景技术
高氯酸铵(以下简称AP)是固体推进剂领域中最常用的氧化剂之一。AP具有较强的吸湿性，易吸附空气中的水分产生部分溶解，随后在较干燥的环境下重新结晶，产生“晶桥”现象并团聚成块，结块后的AP粒度会发生变化。特别是细AP，其吸湿结块性更加严重，在常温下暴露于空气中的细AP几天后，就会有结块细AP出现。
为了避免细AP的结块，目前细AP的生产主要为边生产(AP)边使用的方法或高温真空储存的方式，保证细AP的原材料使用时的粒度要求。但是，两种方法存在一定的缺陷。边生产边使用的方法很难保证批次间的一致性，以致固体推进剂的燃速经常不满足使用要求；高温真空储存细AP的方法会带来成本过高的问题和安全隐患。
因此，研究人员通过对细AP粒子表面进行改性或包覆的方法以达到防结块的效果。常用的细AP改性剂有多种，如：十八烷基胺与十二烷基苯磺酸钠复合的防聚结剂，NC溶液和偶联剂包覆改性剂，表面活性剂改性剂等，但上述改性剂存在推进剂性能影响较大或贮存期限不长或不适合工业化生产等缺点。
上海航天化工应用研究所同南京理工大学联合开发了一种防结块细高氯酸铵用改性剂，该改性剂在细高氯酸铵生产时加入，制备的防结块细高氯酸铵可以储存6个月以上，粒度增量不大于10％，水份满足要求。相比其他细高氯酸铵改性剂，新型改性剂采用固体推进剂中的部分原材料作为原料，所制备的细高氯酸铵在固体推进剂中应用，对固体推进剂的设计参数与性能无不利影响。
为满足日益增长的细高氯酸铵生产需求，新型改性剂需要实现工业化生产，目前尚没有细高氯酸铵的专用生产设备，需要进行研制。
发明内容
本发明提供一种用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，实现了细高氯酸按的高效、节省、大批量生产。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，包括：
预混机单元，用于对原料进行预混合；
锥形真空干燥单元，用于提供30-60摄氏度的环境温度，对预混合后的原料进行搅拌、烘干、粉碎处理，形成防结块细高氯酸铵改性剂。
可选地，所述预混合单元包括：
预混桶，用于放置原料；
桶盖，用于将预混桶的开口封闭；
搅拌棒，垂直穿过桶盖，并且向预混桶内延伸，用于对预混桶内的原料进行搅拌；
压力表，安装于桶盖上方，用于观测预混桶内压力；
泄压阀，用于对预混桶进行泄压处理。
可选地，锥形真空干燥单元进一步包括：
锥形搅拌机，所述锥形搅拌机利用搅拌桨对所述预混合后的原料进行搅拌，所述原料中包括助剂；
水浴循环系统，包括水泵和热水箱，用于使得所述锥形搅拌机内部的温度为30-70摄氏度；
回收桶，用于收集回收助剂；
冷凝器，用于连接锥形搅拌机和回收桶，所述冷凝器用于对助剂提供20-40摄氏度的环境温度；
真空泵，通过开关与所述回收桶相连接，所述真空泵会用于对锥形搅拌机提供真空环境。
可选地，所述锥形搅拌机的主体的材质为304不锈钢，所述搅拌机具有搅拌桨，该搅拌桨用于进行顺时针或逆时针旋转。
可选地，所述转速为0-50转/分钟。
可选地，所述助剂为沸点为50-60摄氏度的有机溶剂，
可选地，所述真空泵会用于对锥形搅拌机提供的真空环境为0.5-1大气压。
可选地，所述回收桶的底部具有开关，所述回收桶为体积为5L的304不锈钢桶。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供生产高氯酸铵改性剂的设备，可以实现细高氯酸铵改性剂10kg/次的批量生产，完成改性剂生产过程中的预混、混合、烘干、粗料粉碎等工序，具有高效、节能的特点。其中高效是指改性剂的预混、混合、烘干、粗料粉碎等工序均在该套设备内完成，过程简单。节能是指该套设备可以回收改性剂合成过程中的助剂，再生产利用，有效地降低了改性剂的生产成本。
附图说明
图1是本发明一个实施例的预混机单元的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的锥形真空干燥单元的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，包括：
预混机单元，用于对原料进行预混合；
锥形真空干燥单元，用于提供30-60摄氏度的环境温度，对预混合后的原料进行搅拌、烘干、粉碎处理，形成防结块细高氯酸铵改性剂。
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。为了更好的说明本发明的技术方案，请参考附图1，图1是本发明一个实施例的预混机单元的结构示意图。
所述预混合单元1包括：
预混桶14，用于放置原料；
桶盖15，设置于预混桶11上方的开口处，用于将预混桶14的开口封闭；
搅拌棒12，12垂直穿过桶盖，并且向预混桶14内延伸，用于对预混桶14内的原料进行搅拌，所述搅拌棒12底部有搅拌桨(未标出)
压力表13，安装于桶盖15上方，用于观测预混桶14内压力；
泄压阀11，设置在桶盖15上，用于对预混桶14进行泄压处理，从而可以防止预混桶14内压力过大。
其中所述搅拌棒12的设计转速0～50转/分钟。在将原料按照一定配比混合后，倒入预混桶14，盖上桶盖15，开启搅拌棒12，搅拌桨随着搅拌棒12的转动，对原料进行混合。搅拌时间为10-30分钟。
经过所述预混合单元1搅拌完毕后的原料将进入锥形干燥单元，进行进一步的混合、烘干、粗粒粉碎等工艺。下面对锥形干燥单元的结构进行说明。
为了更好的说明锥形干燥单元的结构。请参考图2，图2是本发明一个实施例的锥形真空干燥单元的结构示意图。
锥形真空干燥单元2包括：锥形搅拌机27、回收桶23、水浴循环系统，真空泵21，冷凝器24。
所述锥形搅拌机27利用搅拌桨(未标出)对所述预混合后的原料进行搅拌，所述原料中包括助剂。所述助剂为沸点为50-60摄氏度的有机溶剂。所述转速为0-50转/分钟。
水浴循环系统，包括水泵210和热水箱211，用于使得所述锥形搅拌机内27部的温度为30-70摄氏度；
回收桶23，用于收集回收助剂；
冷凝器24，用于连接锥形搅拌机26和回收桶213，所述冷凝器24用于对助剂提供20-40摄氏度的环境温度；
真空泵21通过开关22与所述回收桶23相连接，所述真空泵21会用于对锥形搅拌机27提供真空环境。所述真空泵21会用于对锥形搅拌机27提供的真空环境为0.5-1大气压。
所述锥形搅拌机27的主体的材质为304不锈钢，所述锥形搅拌机27具有搅拌桨(未标出)，该搅拌桨用于进行顺时针或逆时针旋转。
所述回收桶23的底部具有开关213，所述回收桶23为体积为5L的304不锈钢桶。
上述锥形真空干燥单元2可以对预混合后的原料进行搅拌，以30-50转/分钟的速度搅拌2小时后，关闭投料口以及进料口，打开真空泵21和冷凝器24，然后开启锥形搅拌机27的搅拌桨，控制搅拌桨的转速为20转/分钟，然后，开启热水箱211，控制热水箱温度为40-55摄氏度，之后开启水泵210，进行真空干燥步骤，真空干燥步骤时间为30分钟。之后，开启冷凝器24与回收桶23之间的阀门25，关闭真空泵21，打开回收桶开关213，将助剂回收进入回收桶。
然后重复进行真空干燥和助剂回收的步骤，通过观察助剂的回收量，直至将全部助剂回收至回收桶23内。
然后关闭真空泵21，开启锥形搅拌机27，控制转速为50转/分钟，对锥形搅拌机中物质进行粉碎操作，粉碎时间为30分钟。最后，打开出料口29，在本本发明的设备中进行的生产高氯酸铵改性剂的生产工艺完成，进行后续工艺步骤。
采用本发明的生产高氯酸铵改性剂的设备，产品的产率在95％以上，助剂回收率在50％-80％之间，产品颜色为白色或浅黄色颗粒。利用本发明的设备制备的防结块细高氯酸铵贮存6个月，粒度变化±10％之内，水份基本无变化，产品性能满足推进剂原材料要求。目测产品无结块和明显团聚现象，产品贮存质量稳定。
综上，本发明提供生产高氯酸铵改性剂的设备，可以实现细高氯酸铵改性剂10kg/次的批量生产(可以满足防结块细高氯酸铵生产0.5～2吨的生产用量)，完成改性剂生产过程中的预混、混合、烘干、粗料粉碎等工序，具有高效、节能的特点。其中高效是指改性剂的预混、混合、烘干、粗料粉碎等工序均在该套设备内完成，过程简单。节能是指该套设备可以回收改性剂合成过程中的助剂，再生产利用，有效地降低了改性剂的生产成本。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，包括：
预混机单元，用于对原料进行预混合；
锥形真空干燥单元，用于提供30-60摄氏度的环境温度，对预混合后的原料进行搅拌、烘干、粉碎处理，形成防结块细高氯酸铵改性剂。
2.如权利要求1所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，所述预混合单元包括：
预混桶，用于放置原料；
桶盖，用于将预混桶的开口封闭；
搅拌棒，垂直穿过桶盖，并且向预混桶内延伸，用于对预混桶内的原料进行搅拌；
压力表，安装于桶盖上方，用于观测预混桶内压力；
泄压阀，用于对预混桶进行泄压处理。
3.如权利要求1所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，锥形真空干燥单元进一步包括：
锥形搅拌机，所述锥形搅拌机利用搅拌桨对所述预混合后的原料进行搅拌，所述原料中包括助剂；
水浴循环系统，包括水泵和热水箱，用于使得所述锥形搅拌机内部的温度为30-70摄氏度；
回收桶，用于收集回收助剂；
冷凝器，用于连接锥形搅拌机和回收桶，所述冷凝器用于对助剂提供20-40摄氏度的环境温度；
真空泵，通过开关与所述回收桶相连接，所述真空泵会用于对锥形搅拌机提供真空环境。
4.如权利要求3所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，所述锥形搅拌机的主体的材质为304不锈钢，所述搅拌机具有搅拌桨，该搅拌桨用于进行顺时针或逆时针旋转。
5.如权利要求4所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，所述转速为0-50转/分钟。
6.如权利要求3所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，所述助剂为沸点为50-60摄氏度的有机溶剂。
7.如权利要求3所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，所述真空泵会用于对锥形搅拌机提供的真空环境为0.5-1大气压。
8.如权利要求3所述的用于防结块细高氯酸铵改性剂的专用设备，其特征在于，所述回收桶的底部具有开关，所述回收桶为体积为5L的304不锈钢桶。
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