CN112547486B - 圆柱形颗粒状火工药品筛分方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，适用于通过挤出、切粒工艺获得的火工品药粒，具体步骤如下：步骤1、确认药粒的形态特征；步骤2、选择适宜的筛网及网孔规格；步骤3、分离长药粒；步骤4、分离粉末，完成筛分。筛框以不锈钢为基材，也可以是高强度铝合金材质，实现设备的轻量化，以改善操作性。选择金属丝平纹编织方孔网，网面筛分面积百分率相对高，同时药粒与网面接触面积小，工作阻力小，易于筛分，且材料来源广、成本低。

Description

圆柱形颗粒状火工药品筛分方法

技术领域

本发明属于火工品药剂筛分技术领域，涉及圆柱形颗粒状火工药品筛分方法。

背景技术

在汽车被动安全保护机构中，气体发生器需借助于火工品药剂的燃烧完成预定功能，这就要求此类专用火工品药剂须具备特定的燃烧特性，而燃烧特性与其外形尺寸有着密切的关系。因此，如何确保药粒外形尺寸的一致性尤为重要，另外，为满足装配要求，药粒具有良好流动性是一项基本要求，而此要求也与外形尺寸紧密关联。

本发明涉及的火工品药剂一般是通过挤出、切粒等步骤获得，药粒长度与直径之间是有特定比例关系(即”长径比“)，切粒后的半成品是种混合物，由满足尺寸要求的合格品、小于指标下限的药粉(以下简称药粉)、大于指标上限的长药粒(以下简称长药粒)共同组成，此时的安全性差，P-t功能不均衡稳定，可装配性差，为了提高生产的安全性、功能的符合性、改善可装配性，须对其进行筛分处理。

目前，最常见的筛分方法主要适用于黑火药或烟火药的筛分：参见

中国专利(申请号201510636904.8，申请公开号CN 106560462 A，2017.04.12)，公开了一种粉状烟火药的成型与筛分机组。该发明涉及烟火药设备领域。

中国专利(申请号201621272726.1，授权公告号CN 206273686 U，2017.06.23)公开了一种黑火药粉过筛分装机构，涉及一种烟花用黑火药的过筛和分装机构。

中国专利(申请号201621273143.0，授权公告号CN 206273391 U，2017.06.23)公开了一种颗粒状黑火药的筛分机构，涉及一种烟花用黑火药的过筛和分装机构。

中国专利(申请号201910128424.9，公开号CN 109612346 A，2019.04.12)公开了一种花炮物料筛合装置，其实质上是一种借助筛网对花炮物料进行混合设备。

主要原理是借助于强力振动，让不同粒径的颗粒通过网孔，达到按粒径分组目的，但是这种方法主要适用于呈球体或近似球体的药粒。试验表明，对于存在特定长径比要求的圆柱体药粒，强力振动筛分会让所有的药粒均做多维运动，这样一来，会出现长药粒最小尺寸一端插入网孔的现象，随着振动的持续进行，长药粒因振动全部通过网孔，混入合格品中，从而导致筛分失败，相对与长径比大于2：1的药粒这种情况更明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，解决了现有技术中存在的特定长径比要求的圆柱体药粒筛分困难的问题。

本发明所采用的技术方案是一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，适用于通过挤出、切粒工艺获得的火工品药粒，具体步骤如下：

步骤1、确认药粒的形态特征；

步骤2、选择适宜的筛网及网孔规格；

步骤3、分离长药粒；

步骤4、分离粉末，完成筛分。

火工品药剂为直径在0.8～3.0㎜、长径比在0.2：1～5：1之间。

步骤1具体为：了解药粒外观、形态与几何特点，并计算长径比。

步骤2具体为：

筛网为平面筛，采用金属丝方孔编织网，金属丝材质选用铜或不锈钢，金属丝直径在0.315～0.630㎜；筛框直径在200～600㎜；在GB/T5330尺寸系列中，优选R10或R20系列的网孔尺寸。

当长径比接近1：1时，以长度、直径为两个直角边，构建一个直角三角形，以其斜边长度为基准，选择最大网孔规格，用其剔除长药粒；然后，以长度或直径中数值最小的为下限基准，下延若干网孔规格选择最小网孔规格，用其分离粉末；二者之间选择适宜的中间过渡筛，以充分分离长药粒。

当长径比大于2：1时，首先，以最大长度的1/2为一直角边，直径为另一直角边，构建直角三角形，根据勾股定理计算对角线长度，以此为最大基准选择最大网孔规格用其剔除长药粒；其余同上。

当长径比小于1：1，以直径上下限为基准选择网孔规格，上限上延1～3个尺寸规格分离长药粒；下限下延1～3个尺寸规格，分离粉末。

步骤3具体为：

将挤出、切粒后的半成火工品药粒，投入到网孔规格最大的筛网上，药粒应尽可能平铺在筛网上，然后，让筛网水平运动，借助药粒在网面上的相对滑动，长药粒会滞留在筛网上，其余通过筛网，收集筛下物待用。

筛选过程中，避免火工品药粒在垂直于或接近垂直于筛面方向做晃动、跳动、翻转等运动；药粒只相对于筛网网面做水平运动，即回旋式圆周运行或往复式直线运动。

采取手工筛分操作，采取少量、多次、间歇式操作的原则，投放药粒后，按一个方向水平旋动标准筛做圆周运动，或往复直线运动。

采用机械筛分作业，调整设备标准筛网面与水平面之间夹角为0.5°～5°，缓慢平稳提升转速，在10～60s内达到预定最大转速；每次筛分结束后，进行1～5min静置，以便药粒间静电充分泄放。

步骤4具体为：

取步骤3获得的筛下物，投入到最小网孔规格的筛网，筛网强烈震动，使药粒在筛网上进行水平、垂直运动，最后，留在筛网上的药粒为合格品，筛下物为粉末。

切粒操作与筛分“串联”作业，通过物料传递机构，使两工序直接关联，切粒后立即进行筛分处理；筛分长药粒的标准筛与水平面的夹角为1°～15°，可以是单层筛或多层筛，物料传递机构为传送带或滑道。

本发明的有益效果是：

标准筛筛框直径保持在200～600㎜，过小影响效率，过大则操作不便，且网面易变形，筛框以不锈钢为基材，也可以是高强度铝合金材质，实现设备的轻量化，以改善操作性。

选择金属丝平纹编织方孔网，网面筛分面积百分率相对高，同时药粒与网面接触面积小，工作阻力小，易于筛分，且材料来源广、成本低。

相邻筛网之间通过快速卡扣结构进行紧固联接，可缩短操作者与药剂直接接触的时间，提高设备维护效率，或实现快速换产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，适用于通过挤出、切粒工艺获得的火工品药粒，具体步骤如下：

步骤1、确认药粒的形态特征；

步骤2、选择适宜的筛网及网孔规格；

步骤3、分离长药粒；

步骤4、分离粉末，完成筛分。

火工品药剂为直径在0.8～3.0㎜、长径比在0.2：1～5：1之间。

步骤1中了解药粒外观、形态与几何特点，并计算长径比。

筛网为金属丝方孔编织网，选用铜或不锈钢，金属丝直径在0.315～0.630㎜；筛框直径在200～600㎜；在GB/T5330尺寸系列中，优选R10或R20系列的网孔尺寸。

具体的：当长径比接近1：1时，以长度、即直径为两个直角边，构建一个直角三角形，以其斜边长度为基准，选择最大网孔规格，用其剔除长药粒；然后，以长度或直径中数值最小的为下限基准，下延若干网孔规格选择最小网孔规格，用其分离粉末；二者之间选择适宜的中间过渡筛，以充分分离长药粒。

当长径比大于2：1时，首先，以最大长度的1/2为一直角边，直径为另一直角边，构建直角三角形，根据勾股定理计算对角线长度，以此为最大基准选择最大网孔规格用其剔除长药粒；其余同上。

当长径比小于1：1，以直径上下限为基准选择网孔规格，上限上延1～3个尺寸规格分离长药粒；下限下延1～3个尺寸规格，分离粉末。

步骤3具体为：

将挤出、切粒后的半成火工品药粒，投入到网孔规格最大的筛网上，药粒应尽可能平铺在筛网上，然后，让筛网水平运动，借助药粒在网面上的相对滑动，长药粒会滞留在筛网上，其余通过筛网，收集筛下物待用。

筛选过程中，避免火工品药粒在垂直于或接近垂直于筛面方向做晃动、跳动、翻转等运动；药粒只相对于筛网网面做水平运动，即回旋式圆周运行或往复式直线运动。

采取手工筛分操作，采取少量、多次、间歇式操作的原则，投放药粒后，按一个方向水平旋动标准筛做圆周运动，或往复直线运动。

采用机械筛分作业，调整设备标准筛网面与水平面之间夹角为0.5°～5°，缓慢平稳提升转速，在10～60s内达到预定最大转速；每次筛分结束后，进行1～5min静置，以便药粒间静电充分泄放。

步骤4具体为：

取步骤3获得的筛下物，投入到最小网孔规格的筛网，筛网强烈震动，使药粒在筛网上进行水平、垂直运动，最后，留在筛网上的药粒为合格品，筛下物为粉末。

切粒操作与筛分“串联”作业，通过物料传递机构，使两工序直接关联，切粒后立即进行筛分处理；筛分长药粒的标准筛与水平面的夹角为1°～15°，可以是单层筛或多层筛，物料传递机构为传送带或滑道。

实施例1、细长圆柱状药粒的完全手工筛分作业

一种直径1.0㎜，长径比约为3：1的火工品药剂，外观呈细圆柱状，质硬。

选择网孔1.80㎜的标准筛筛分长药粒，选择1.60㎜标准筛做中间筛，选择0.90㎜的标准筛筛分粉末。工作前确认三种筛规格正确，网面完整无变形，按使用次序依次放置好。

第一步，将1.80㎜标准筛水平放置，专用工具盛取药粒，药粒均匀地平铺在网面上，呈一字形或扇形，铺料时动作轻柔，切忌磕碰筛网边框或网面，然后，双手持筛，轻轻抬起，保持筛网悬在空中，双手向同一个方向虚空“画圆”，带动筛及药粒同进做回旋运动，小尺寸药粒通过筛网孔落入收集盘；待药粒偏向筛框一边，或向中心聚焦时，双手依次轻轻换位，换位时须确保筛网无明显振动、晃动等情况发生，抓紧筛，再继续“画圆”筛药粒，视情况双手多次换位，直至不再有明显的药粒落下为止；根据个人习惯，也可以是让筛网在空中做往复式运动，须注意：同样须保持轻柔、平缓、有节律地动作，切忌猛烈摇晃或颤簸。

第二步，使用1.80㎜标准筛重复上述操作，将上一次的筛下物再筛一遍，收集筛下物，废弃筛上物。

第三步，使用1.60㎜标准筛，对第二步的筛下物继续筛分，同样取筛下物，废弃筛上物。

第四步，使用0.90㎜标准筛，取第三步筛下物，投入其中，双手持筛，用力摇晃筛，使药粒受强烈振动，通过网孔分离粉末，筛下物废弃，筛上物为合格品。

实施例2、细长圆柱状药粒全过程机械化筛分

一种直径1.0㎜，长径比约为3：1的火工品药剂，外观呈细圆柱状，质硬，标准筛筛网规格依次选择1.80㎜，1.60㎜，0.90㎜。

第一步，使用防爆设计的圆形摇摆筛，预先调整设备基座，使基座与水平面夹角保持0°～1°。从低到高，依次安装0.90㎜，1.60㎜，1.80㎜标准筛，其中1.80㎜或1.60㎜标准筛各自可以有1～2个，所有标准筛安装后总高度以适于投料作业为原则。安装并紧固各层筛网，使标准筛筛网网面基本上处于水平状态，确保最高一层筛网网面与水平面夹角保持在0.5°～5°之间。取适量药粒，轻轻地倒入筛网中央区域，投料操作时避免磕碰或摇晃筛。

到远程控制端，选择设备离心运行方向，调整调速或变频器开关，缓慢提升设备转速，让药粒在筛网上逐步开始做离心回旋运行，直至转速达到预定的工艺参数，通过视频等手段监控，到预定筛选时间筛网上物料无明显减少时，停机，静置等待，进入现场，检查筛分效果，适时收集合格品、长药粒或粉末，并分别管理；如此，直到整批药剂全部筛分结束。

实施例3、切粒后立即转入机械化筛分作业

一种直径2.5㎜，长径比约为1：1的火工品药剂，外观呈圆柱状，质略软，略带弹性，粉末远小于最小外形尺寸。

通过传送带等机构，将切粒与筛分作业串联。切粒后，药粒通过传送带、滑道等，将药粒导入分离长药粒的筛网中。该标准筛为矩形、多层筛网结构，三边为边框一边开口，从上向下依次是两层3.55㎜筛网，一层3.15㎜筛网以分离长药粒，一层2.00㎜筛网以分离粉末。其中，2.00㎜标准筛筛网长度约是其他三个筛长的1/2～2/3，从这个标准筛筛网网面上方流出的粒子为合格品。

借助振荡器等动力源，使多层筛进行直线振动，或单摆式运动，确保筛网尽可能做水平振动。

为物料保持良好的流动性，筛网应绷紧，安装时筛网应具备一定的倾斜度，斜度在1°～15°之间，以斜度在3°～10°之间较优。

分离长药粒和粉末也可以是两个相互独立的筛网。分离长药粒的筛网结构样式、网的组合及振动方式同上；唯一的区别仅是将2.00㎜标准筛单列为一个独立筛，且其振动方式为强烈振动，使药粒有一定的跳动效果，筛长药粒与筛粉末的筛网可以同向安装，也可以错位安装，并与分离长药粒的筛网之间无动力干扰，即二者间无直接接触或连接。

Claims (5)

1.一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，其特征在于，适用于通过挤出、切粒工艺获得的火工品药粒，具体步骤如下：

步骤1、确认药粒的形态特征：了解药粒外观、形态与几何特点，并计算长径比，所述火工品药剂为直径在0.8～3.0㎜、长径比在0.2：1～5：1之间；

步骤2、选择适宜的筛网及网孔规格，所述筛网为平面筛，采用金属丝方孔编织网，金属丝材质选用铜或不锈钢，金属丝直径在0.315～0.630㎜；筛框直径在200～600㎜；在GB/T5330尺寸系列中，选择R10或R20系列的网孔尺寸；

当长径比接近1：1时，以长度、直径为两个直角边，构建一个直角三角形，以其斜边长度为基准，选择最大网孔规格，用其剔除长药粒；然后，以长度或直径中数值最小的为下限基准，下延若干网孔规格选择最小网孔规格，用其分离粉末；二者之间选择适宜的中间过渡筛，以充分分离长药粒；

当长径比大于2：1时，首先，以最大长度的1/2为一直角边，直径为另一直角边，构建直角三角形，根据勾股定理计算对角线长度，以此为最大基准选择最大网孔规格用其剔除长药粒；其余同上；

当长径比小于1：1，以直径上下限为基准选择网孔规格，上限上延1～3个尺寸规格分离长药粒；下限下延1～3个尺寸规格，分离粉末；

步骤3、分离长药粒；

所述步骤3具体为：将挤出、切粒后的半成火工品药粒，投入到网孔规格最大的筛网上，药粒应尽可能平铺在筛网上，然后，让筛网水平运动，借助药粒在网面上的相对滑动，长药粒会滞留在筛网上，其余通过筛网，收集筛下物待用；

筛选过程中，避免火工品药粒在垂直于或接近垂直于筛面方向做晃动、跳动、翻转运动；药粒只相对于筛网网面做水平运动，即回旋式圆周运行或往复式直线运动；

步骤4、分离粉末，完成筛分。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，其特征在于，采取手工筛分操作，采取少量、多次、间歇式操作的原则，投放药粒后，按一个方向水平旋动标准筛做圆周运动，或往复直线运动。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，其特征在于，采用机械筛分作业，调整设备标准筛网面与水平面之间夹角为0.5°～5°，缓慢平稳提升转速，在10～60s内达到预定最大转速；每次筛分结束后，进行1～5min静置，以便药粒间静电充分泄放。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，其特征在于，步骤4具体为：

取步骤3获得的筛下物，投入到最小网孔规格的筛网，筛网强烈震动，使药粒在筛网上进行水平、垂直运动，最后，留在筛网上的药粒为合格品，筛下物为粉末。

5.根据权利要求1所述的一种圆柱形颗粒状火工药品筛分方法，其特征在于，切粒操作与筛分“串联”作业，通过物料传递机构，使两工序直接关联，切粒后立即进行筛分处理；筛分长药粒的标准筛与水平面的夹角为1°～15°，筛分长药粒的标准筛是单层筛或多层筛，物料传递机构为传送带或滑道。