CN110483218B - 一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，该设备通过设备支架固定入料组件、混潮组件以及装模制片组件，其所述入料组件包括硝酸钾下料斗和二元粉下料斗，并在硝酸钾下料斗中设置筛网和刮料结构；而混潮组件包括混潮仓，并通过混潮仓与入料组件相连，混潮仓上设置有喷淋装置，而在混潮仓内则中设置有搅拌结构，并通过搅拌结构设置贴合筒体内壁的搅拌器；所述装模制片组件设置于混潮组件的下方一侧，包括装药槽，并通过装药槽连接混潮仓的出料口以及装填模槽，并在装填模槽位置设置有上、下两块铝质压药板，用于将药料压制成片并送出。本发明集成性好，性能稳定，能按黑火药生产要求，精确，高效，安全地完成工作任务。

Description

一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机

技术领域

本发明涉及黑火药的生产设备领域，具体涉及一种用于黑火药前端自动混合，上潮，装模制片生产过程中的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机。

背景技术

黑火药是中国四大发明之一，是由硝酸钾，木炭粉，硫磺三种物质按照一定比例制成的具有易燃易爆性能混合物。黑火药可根据不同用途，按照不同的工艺条件加工制作成粉状或粒状等不同形态。通常作为原料，用于军事，矿山开采和烟花炮竹制作的制备过程中。

目前，粒状黑火药生产工艺过程一般为：二元混合--三元混合--上潮--装模包片--压缩成片--碎片造粒分筛--抛光--筛选分级--包装--入库等操作过程。其中，混合、上潮以及装模包片是最关键的三道工序，这三道工序对产品的质量和生产效率起决定性作用，同时也是整个生产过程中最危险的三道工序。历史上，国内外的黑火药生产企业中上述三道工序发生过多次事故，造成多人得尘肺病或在事故中死伤残，并造成大量的财产损失。此三道工序有共同的缺点：成本高，风险大，效率低，其中：

混合工序包括二元混合和三元混合两个阶段，主要用于将符合比例要求的硝酸钾，木炭粉，硫磺进行均匀混合。在该工序中，常采用的设备为木质球磨机，该球磨机为民间木匠制作的非标产品，需要工作人员辅助上料，下料和搬运，其混合物用量、损耗以及设备运行状态都无法精准控制、质量可靠性差、设备稳定性低、原料损耗高，且生产效率低下、有一定的安全隐患。

上潮工序又称潮药工序，该工序将混合均匀的粉末物质用水湿润，以便下游工序进一步加工。目前，大部分黑火药加工企业都是采用人工方式进行，边扒动药物边用喷雾器在表面进行喷淋的方式进行。这种工作方式的条件下，需要设置独立的工房，整个过程都是人工方式进行，且在加工前进行人工取料，效率低下，同时，这种边扒动药物边喷水的方式极易扬尘，且上潮均匀度不能精准控制。

装模制片工序是将上潮后的药物分装到模具中成型，其过程中需要用布块包裹避免边缘洒落，其脱模后制成药片，并需要进行进一步压制。目前，该工序均采用人工取药，装入铝板和布片托底的木框模具内，用手抹平后将布收拢再进行操作，同样存在人工操作效率低下的问题，同时制作的药片密实度，均匀度极难控制，对产品的稳定性影响极大。且该工序的工房也需单独设置，空间占用大，也有将该工房与潮药工房进行轮流作业的，但是这种操作方式会直接导致生产连续性的停滞。

以上三道工序要么需要人工辅助，要么直接人手工操作，很容易产生药粉的扬尘，不利于作业人员的健康和卫生。且这些已混合的药物对摩擦，撞击，静电，火花等外界刺激极为敏感，极容易产生燃烧和爆炸事故，直接威胁附近工作人员生命安全和周边环境中的财产安全。考虑安全因素，国家安全部门规定工房与工房应有几十米不等的安全距离后独立设置，由于单栋，单机，单人作业，功效低，不得已一条生产线内同一工序需要多栋，多人，独立作业，使得一条生产线必须拉得很长，占地面积增加，建设难度加大，相应成本增高。并且每道工序和每栋工房之间还需要重复的将药物进行收取，包装、转运，耗时耗力，必然又造成效率低下，原材料损耗大，安全风险也升高，生产总成本也会相应提高。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，包括设备支架，所述设备支架上固连有入料组件、混潮组件以及装模制片组件，所述入料组件设置于所述混潮组件上部，并与所述混潮组件相连，而所述装模制片组件则设置于混潮组件侧旁；

所述入料组件包括硝酸钾下料斗和二元粉下料斗，所述硝酸钾下料斗包括料斗本体，并在该料斗本体末端连接有一个下料仓，所述下料仓包括仓体以及设置于仓体中的网筛，并在该网筛上设置有沿网筛表面进行刮动的刮料结构；而所述二元粉下料斗则与所述硝酸钾下料斗为相对独立设置；

所述混潮组件包括混潮仓，其上部连接硝酸钾下料斗和二元粉下料斗，所述混潮仓为一个相对密闭的仓体空间，其仓体空间下部为一横置的空心筒体结构，并在过筒体圆心位置设置有搅拌结构，且所述搅拌结构的搅拌器为贴合筒体内壁的长条形软性材料片；所述混潮仓的上部一侧还设置有朝向混潮仓内的喷淋装置，而在所述混潮仓的底部则开有出料口；

所述装模制片组件设置于混潮组件的下方一侧，包括一个横卧的长方体铝制装药槽，所述装药槽前端与混潮仓的出料口相连，并在混潮仓的出料口位置设置有用于将混潮工序完成后的混合物定量送出的送料结构；所述长方体铝制装药槽一端设置有一个装填模槽，并在装填模槽位置设置有上、下两块用于物料压制成型的铝质压药板，同时，在装填模槽一侧还设置有由电子阀控制的气动机械臂，气动机械臂通过气缸和吸盘将脱模铝板定时定位送入垫在装填模槽下方的铝质压药板上。

作为进一步限定，所述设备支架上还设置有加料平台，所述加料平台设置有于硝酸钾下料斗和二元粉下料斗的平面位置，以方便对各下料斗进行加料操作，且为了方便安全操作，在所述加料平台的外缘还设置有护栏。

作为进一步限定，所述硝酸钾下料斗中的下料装置为一个封闭仓体结构，其仓体底面上设置有一个圆盘型网筛，并在该圆盘型筛网的表面设置有一个旋转刮料器，用于凝结的硝酸钾粉碎和延时惰性下落。

作为进一步限定，黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机还包括回收粉料仓，该回收粉料仓中添加的回收粉料为下游工序中产生的回收黑火药粉料，所述回收粉料仓与所述二元粉料仓共用一个料仓，其下料口连接混潮仓，并在下料口位置设置有阀门进行下料口的开闭控制。

作为进一步限定，所述硝酸钾下料斗为不锈钢材质成型制成。

作为进一步限定，所述喷淋装置包括喷嘴以及阀门，所述阀门优选为电子阀门，用于在混潮仓中混料工序完成后进行药物上潮，通过控制阀门开启时间，进而对药物上潮的喷水量进行控制。

作为进一步限定，所述混潮仓底部对应出料口位置还设置有一个出料阀，所述出料阀为电子阀，通过控制出料阀的单次开启时间，可控制已上潮药物定时定量的出仓。

作为进一步限定，所述混潮仓的出料口位置设置的送料结构包括一个推杆结构，该推杆为电动推杆或者气动推杆，其顶端连接有用于扒推药物入装填模槽的药扒，以实现将混潮仓底部的出料口定量送出的混合物药料送入装填模槽中压制成型。

作为进一步限定，压药板压制成型的药片通过铝片脱模，并在脱模后通过机械臂将每次制作好的药片从模框下取出并码放在特定区域。

作为进一步限定，黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机还包括动力支架，所述动力支架与所述设备支架隔墙设置，其上设置有若干电机支架，并通过电机支架与防爆电机以及减速机进行安装固连；而所述设备支架上所使用的外接设备上接出动力轴并通过动力轴穿墙后与对应的驱动电机相连。、

作为进一步限定，黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机还包括气动系统，所述气动系统由空气压缩机和与之相连的气管、气阀和气缸组成，空气压缩机安置在远离设备的空气压缩机房内，气管气缸和气阀设置分布在装模制片组件的各个部件上，为装模制片提供动力支持。

有益效果：本发明通过将设备改进，将黑火药生产传统工艺中独立设置的混合、上潮、装模包片工序进行设备改进和集成为一体，运行总质量不变，通过一套设备连续完成三道工序。通过机械化的构件组合，和有效进行设备运行时间控制、药量和水量的控制，将黑火药生产过程中混合，上潮，装模包片三道最危险工序中人工作业完全用机械取代，完全达到人机，人药分离，有效提高生产效率的同时，降低原料损耗和空间占用，进而降低生产成本，同时还能有效控制产品的质量稳定性和生产过程中的生产风险。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的示意图。

图2为本发明的入料及混潮组件示意图。

其中：1、加料平台；2、设备支架；3、小推车；4、动力支架；5、PLC电控设备；6、空气压缩机；7、入料组件；8、混潮组件；9、装模制片组件；10、硝酸钾下料斗；11、硅胶刮片；12、圆盘型网筛；13、组合下料斗；14、回收粉加料阀门；15、喷淋装置；16、出料口；17、出料阀；18、混潮仓；19、刮板搅拌器；20、下料仓。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示以及实施例，进一步阐述本发明。

在下述实施例中，本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参见图1、图2的一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机的实施例，在本实施例中，黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机应用于前端生产过程中的三元混合--上潮--装模包片--工序段中，其包括入料组件7、混潮组件8以及装模制片组件9，入料组件7、混潮组件8和装模制片组件9安装于设备支架2上。

其中，入料组件7中包括硝酸钾下料斗10以及组合下料斗13，其中，由于硝酸钾作为原料所使用的已粉碎的硝酸钾很容易遇到空气中的水分结构成小晶块，导致其与二元粉（硫磺和木炭粉的混合药）很难混合均匀。因而在硝酸钾下料斗10中进行了设计，其包括斗体以及与斗体底部相连的下料仓20，其下料仓20的地面上设置有80目的不锈钢制的圆盘型网筛12，并在圆盘型网筛12的筛网表面上成型有电动旋转刮料器，该电动旋转刮料器末端连接有四根硅胶刮片11，通过四根硅胶刮片11让原料在80目的圆盘型网筛12上反复摩擦，碰撞，剪切而被粉碎，并不断分批落入混潮仓18内和二元粉混合均匀，用于凝结的硝酸钾粉碎和延时惰性下落。而组合下料斗13即可作为二元粉下料斗也可作为回收粉料仓，其作为二元粉下料斗时添加的原料为人工混合完成后的硫磺与木炭粉的二元混合物粉末，而作为回收粉料仓中添加的原料则为下游工序中产生的回收黑火药粉料，以进行回收利用，组合下料斗13的下料口连接混潮仓18，并在回收粉料仓对应的下料口位置设置有回收粉加料阀门14进行下料口的开闭控制，二元粉和硝酸钾混合均匀后此阀门才能打开，将存放在斗内的回收粉混入混潮仓18内进行混合上潮。

在本实施例中，为了方便对硝酸钾下料斗10以及组合下料斗13进行加料，设备支架2上还设置有周边附设带栏杆的加料平台，其主要功能加料和下料。

混潮组件8的主体为为混潮仓18，在本实施例中，混潮仓18为一个上宽下窄的槽型铝合金仓体构成，位于上述下料组件7的下方，也固定在设备支架2上，与上方的下料组件7紧密相连，仓内为相对密闭空间，其内设置有一中轴与防爆电机隔墙相连，而防爆电机则同于固定在动力支架4上。混潮仓18上的中轴上设计有刮板搅拌器19，该刮板搅拌器19由八片栅栏与混潮仓18斜向设计，用于搅拌，翻动物料，产生离心力和增加物料抛落高度，增大重力。而在混潮仓18的顶部设计有一个喷淋装置15，该装置由喷水嘴和电子水阀构成，用于药物上潮定时，定量喷水，而在混潮仓18的底部则设计有一个出料口16，该出料口16通过出料阀17进行控制，该出料阀17为电子阀，用于已混合上潮药物定时定量的出仓。在混潮组件8中进行的工艺过程主要为三元混合和上潮，三元混合过程通过在混潮仓18内设计有带八根栅栏刮板的刮板搅拌器19，由轴带动不断搅拌将缓缓落下的硝酸钾和仓内二元粉抛起落下，物料在机械转动和离心力的作用下被反复的碰撞，摩擦，剪切而实现快速的混合均匀；而上潮是在密闭的的一个混潮仓18内进行，在仓顶设置由喷淋装置15通过总控预设的参数控制出水的速率和总量，同时刮板搅拌器19将已混合好的药物不断翻动，由于混潮仓18仓体底部截面为圆柱形，其设计是无死角的密闭容器，避免了药物的残留。从而保证均匀的喷洒，加上水量精准的控制，达到与生产要求合适的湿度。

装模制片组件9设置于混潮仓18的底部出料口16一侧，包括一个横卧的长方体铝制装药槽，其槽内一端针对出料口16，而另一端设置有一个装填模槽，该装填模槽可使药片四周不会产生，散落药物扬尘，代替了手工装模时的布片包裹工序，装药槽内设计有连接在气缸轴顶端用于扒推药物入装填模槽的药扒，模框的上、下方分别有一块铝制顶板和压板，气缸作用下缓慢加压至模框内使模框内药物压实，压紧成片状。铝板起承载药片和脱模的作用，在装药槽混潮药仓的另一端单独设置了药片送出机械臂，机械臂将脱模后的药片从装填模槽中取下，精准的运送到一旁临时固定好的小推车3上，等待人工将小推车3拉走，妥善推入中转库堆叠。

在本实施例中，设备的动力系统由电动，气动两部分构成，其电动系统包括若干动力支架4，该动力支架4与设备主体隔墙设置，其上设置有若干电机安装位，防爆电机和减速机安装在对应的电机安装位，并通过动力轴接入设备支架2上入料组件7以及混潮组件8中的相应设备中提供动力支撑。而气动系统由空气压缩机6和与之相连的气管、气阀和气缸构成，空气压缩机6安置在远离设备的空气压缩机房内，气管、气缸和气阀设置分布在装模制片组件9的各个部件上，为装模制片提供动力支持。

同时，在本实施例中还设置有一个PLC电控设备5，通过对PLC电控设备5进行编码，可设置对应设备的运行参数，同时也可以在各个组件内额外设置感知装置和编码传感装置，将其信息也并入了PLC电控设备5中进行编程处理以建立一个完整的数字化信息系统。使各个系统能统一协调，统一管理，按黑火药生产要求，精确，高效，安全，智能自动化完成工作任务。

本实施例的生产设备，贯穿黑火药生产的入料、混合、上潮、装模、压缩成片工序，仅需要在入料端通过人工将已经混合好的木炭粉与硫磺的二元混合粉末与硝酸钾投入对应的组合下料斗13和硝酸钾下料斗10中即可，同时也可对后续工序中多余、过量、散落的黑火药粉进行回收，加入对应的料斗。原料加入后加料人员回到控制室开机，通过PLC电控设备5开机和设置参数，完成一系列动作后停机，药片即整齐堆放至临时固定位置的小推车3上，此时再人工进入将已经堆码好药片的小推车3推至中转房备存，待下一道工序；即完成一次工作循环。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，包括设备支架，其特征在于，所述设备支架上固连有入料组件、混潮组件以及装模制片组件，所述入料组件设置于所述混潮组件上部，并与所述混潮组件相连，而所述装模制片组件则设置于混潮组件侧旁，所述入料组件包括硝酸钾下料斗和二元粉下料斗，所述硝酸钾下料斗包括料斗本体，并在该料斗本体末端连接有一个下料装置，所述下料装置包括一个仓体以及设置于仓体中的网筛，并在该网筛上设置有沿网筛表面进行刮动的刮料结构，而所述二元粉下料斗则与所述硝酸钾下料斗为相对独立设置，所述混潮组件包括混潮仓，其上部连接硝酸钾下料斗和二元粉下料斗，所述混潮仓为一个相对密闭的仓体空间，其仓体空间下部为一横置的空心筒体结构，并在过筒体圆心位置设置有搅拌结构，且所述搅拌结构的搅拌器为贴合筒体内壁的长条形软性材料片，所述混潮仓的上部一侧还设置有朝向混潮仓内的喷淋装置，而在所述混潮仓的底部则开有出料口，所述装模制片组件设置于混潮组件的下方一侧，包括一个横卧的长方体铝制装药槽，所述装药槽前端与混潮仓的出料口相连，并在混潮仓的出料口位置设置有用于将混潮工序完成后的混合物定量送出的送料结构；所述长方体铝制装药槽一端设置有一个装填模槽，并在装填模槽位置设置有上、下两块用于物料压制成型的铝质压药板，同时，在装填模槽一侧还设置有由电子阀控制的气动机械臂，气动机械臂通过气缸和吸盘将脱模铝板定时定位送入垫在装填模槽下方的铝质压药板上。

2.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，所述设备支架上还设置有加料平台，所述加料平台设置有于硝酸钾下料斗和二元粉下料斗的平面位置，且在所述加料平台的外缘还设置有护栏。

3.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，所述硝酸钾下料斗中的下料装置为一个封闭仓体结构，其仓体底面上设置有一个圆盘型网筛，所述圆盘型筛网的表面设置有一个紧贴网面的旋转刮料器。

4.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，设备还包括回收粉料仓，而所述回收粉料仓中添加的回收粉料为下游工序中产生的回收黑火药粉料。

5.根据权利要求4所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，所述回收粉料仓与所述二元粉料仓并排设置或者所述回收粉料仓与所述二元粉料仓共用一个料仓，其下料口连接混潮仓，并在下料口位置设置有阀门进行下料口的开闭控制。

6.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，所述硝酸钾下料斗为不锈钢材质成型制成；而所述混潮仓和所述装药槽为铝质或者铝合金材质成型制成。

7.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，所述混潮仓底部对应出料口位置设置有电子出料阀，通过控制出料阀的单次开启时间来控制已上潮药物定时定量的出仓。

8.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，所述混潮仓的出料口位置设置的送料结构包括一个推杆结构，该推杆结构为电动推杆或者气动推杆，其顶端连接有用于扒推药物入装填模槽的药扒。

9.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，设备还包括动力支架，所述动力支架与所述设备支架隔墙设置，其上设置有若干电机支架，并通过电机支架与防爆电机以及减速机进行安装固连；而所述设备支架上所使用的外接设备上接出动力轴并通过动力轴穿墙后与对应的驱动电机相连。

10.根据权利要求1所述的黑火药智能自动混合、上潮、装模制片的一体机，其特征在于，设备还包括气动系统，所述气动系统由空气压缩机和与之相连的气管、气阀和气缸组成，空气压缩机安置在远离设备的空气压缩机房内，气管气缸和气阀设置分布在装模制片组件的各气动部件上为装模制片提供动力支持。