CN115069725A - 一种含能材料固废处理循环利用设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
一种含能材料固废处理循环利用设备及工艺,设备包括工件水箱以及与之连接的喷嘴行进监测机和过滤水槽;工件水箱尺寸能容纳弹药,工件水箱上连接有第一温度传感器、液位传感器,工件水箱下部连接有开度可调整翻板阀,翻板阀下接过滤水槽;喷嘴行进监测机能够将高压溶剂源通过管道、喷嘴转换成破碎切割装药的高压射流;喷嘴行进监测机包括直线行进机构以及其上连接的第二温度传感器、推力监测器,直线行进机构让喷嘴直线行进;工艺利用高压水射流破碎切割分离弹药壳体中的含能材料,使壳体及装药中的高价值组分回收或转化,实现高价值组分的再利用,具有安全、可控、高效、节能的优点。
Description
技术领域
本发明属于退役弹药回收处理技术领域,具体涉及一种含能材料固废处理循环利用设备及工艺。
背景技术
现有的固体火箭、导弹发动机、战斗部以及弹药的“处废”是一项难度极大、技术含量极高、安全系数较低的工作。如何能够有效的将发动机中的固体推进剂去除,同时又保障一定的安全系数,实现发动机壳体的有效回收利用,是科研和技术人员解决的难题之一。现在主要采用销爆、水浴融出、蒸汽融出的方式处理,自动化程度低、能耗高、安全系数低,不符合绿色、环保、安全、高效的理念。
高压水射流技术是近年来发展非常迅猛的一门新兴技术,利用高压发生装置产生的高压水,通过喷头聚集为水射流,冲击到物体表面,可以完成表面清洗、切割、破碎等作业,这种清洗或切割方法,快速、高效、无污染且成本低,是一种可靠、经济实用的清洗或切割技术。
目前还没有基于高压水射流技术的退役弹药回收处理设备及工艺的文献公开。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供了一种含能材料固废处理循环利用设备及工艺,利用高压水射流破碎切割分离弹药壳体中的含能材料,使壳体及装药中的高价值组分回收或转化,实现高价值组分的再利用,具有安全、可控、高效、节能的优点。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种含能材料固废处理循环利用设备,包括工件水箱1以及与之连接的喷嘴行进监测机4和过滤水槽8;
工件水箱1尺寸能容纳弹药3,工件水箱1上连接有第一温度传感器5、液位传感器6,工件水箱1下部连接有开度可调整翻板阀7,翻板阀7下接过滤水槽8;
所述的喷嘴行进监测机4能够将高压溶剂源9通过管道10、喷嘴2转换成破碎切割装药的高压射流;喷嘴行进监测机4包括直线行进机构12以及其上连接的第二温度传感器11、推力监测器13,直线行进机构12让喷嘴2直线行进。
所述的翻板阀7开口尺寸能够通过100mm药渣。
所述的过滤水槽8内部设置筛网14,过滤水槽8下部设有对接口15,液体通过泵输送至溶剂处理及储存系统内处理或备用。
所述的第一温度传感器5监测工件水箱1内溶剂温度,确保系统在安全的溶剂温度下工作。
所述的第二温度传感器11实时监测射流温度,保证高压溶剂源9在安全的温度下工作。
所述的推力监测器13随着装药破碎的进行,喷嘴2逐渐伸入弹药内部,当喷嘴2行进过程中推力急剧增大,触发推力监测器13阈值时,直线行进机构12带动喷嘴2后退设定距离后重新前进,直至将弹药3内装药破碎完。
所述的筛网14孔径5mm,能够将≥5mm的药渣分离放置在筛网14上。
利用一种含能材料固废处理循环利用设备的工艺,包括以下步骤:
步骤1:装载零件,将弹药3固定在升降机上,升降机下降将弹药3下沉至工件水箱1内;
步骤2:注入溶剂淹没弹药3,给工件水箱1内注入经过处理的溶剂,并使溶剂淹没弹药3;
步骤3:喷嘴前进破碎装药,打开高压溶剂源9,高压溶剂通过管道10、喷嘴2形成高压射流;喷嘴2向装药侧行进,高压射流冲击在弹药3的装药上,对装药切割和破碎;
步骤4:液位监测,喷嘴2行进同时监测工件水箱1溶剂液位,液位传感器6和工件水箱1下部翻板阀7执行机构信号互联,调节翻板阀7开度,保持工件水箱1溶剂内液位基本稳定或在一定范围内浮动;溶剂和装药的混合物从工件水箱1下部翻板阀7流动至过滤水槽8;
步骤5:推力监测,喷嘴行进监测机在喷嘴2行进同时监测推力,当推力超过阈值时,推力监测器13触发,喷嘴行进监测机4带动喷嘴2后退设定距离并重新前进;
步骤6:温度监测,喷嘴行进监测机在喷嘴2行进同时通过第二温度传感器11监测喷嘴管道内高压溶剂温度,通过第一温度传感器5实时监测工件水箱1内溶剂温度,要求溶剂温度<40℃;
步骤7:固液分离,过滤水箱8将大于5mm固体药渣分离出溶剂,固体药渣停留在筛网14上等待回收,溶剂通过对接口15去溶剂处理及存储系统;
步骤8:处理完成,喷嘴行进监测机4带动喷嘴2行进至弹药3末端时,关闭高压溶剂源9,喷嘴行进监测机4带动喷嘴2后退至初始点;
步骤9:弹壳回收,卸载弹壳,壳体回收;药渣回收,清理筛网,药渣回收。
本发明具有以下有益效果:
1.本发明设备保证安全、可靠、稳定生产,工艺可以实现完全自动化,无需人员参与;
2.由于本发明弹药处理过程完全在溶剂中淹没进行,热量随着溶剂流动能够快速扩散,能够提高作业安全性;
3.由于本发明实时监测喷嘴推力,可以避免高压喷嘴与装药的剧烈撞击,提高处理程中的安全性;
4、采用本发明处理的装药颗粒容易收集,并且装药内的含水量较高,可确保装药移动,贮存过程中的安全性;
5.采用本发明处理的弹药壳体无机械损伤,便于二次的回收利用。
附图说明
图1为本发明实施例设备的示意图。
图2为本发明工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。
参照图1,一种含能材料固废处理循环利用设备,包括工件水箱1以及与之连接的喷嘴行进监测机4和过滤水槽8;
工件水箱1尺寸能容纳弹药3,工件水箱1上连接有第一温度传感器5、液位传感器6,工件水箱1下部连接有开度可调整翻板阀7,翻板阀7开口尺寸能够通过100mm药渣;翻板阀7下接过滤水槽8,高压溶剂和药渣的混合物将流入过滤水槽8;在喷嘴行进监测机4行进破碎过程中,保证工件水箱1内液位始终淹没弹药3,且不溢出工件水箱1;第一温度传感器5监测工件水箱1内溶剂温度,确保系统在安全的溶剂温度下工作;
所述的喷嘴行进监测机4能够将高压溶剂源9通过管道10、喷嘴2转换成破碎切割装药的高压射流;喷嘴行进监测机4包括直线行进机构12以及其上连接的第二温度传感器11、推力监测器13,直线行进机构12让喷嘴2直线行进,第二温度传感器11实时监测射流温度,保证高压溶剂源9在安全的温度下工作;推力监测器13随着装药破碎的进行,喷嘴2逐渐伸入弹药内部,当喷嘴2行进过程中推力急剧增大,触发推力监测器13阈值时,说明弹药3内有较顽固装药,直线行进机构12带动喷嘴2后退设定距离后重新前进,直至将弹药3内装药破碎完;
所述的过滤水槽8内部设置筛网14,筛网14孔径5mm,能够将≥5mm的药渣分离放置在筛网14上;过滤水槽8下部设有对接口15,液体通过泵输送至溶剂处理及储存系统内处理或备用。
参照图2,利用一种含能材料固废处理循环利用设备的工艺,包括以下步骤:
步骤1:装载零件,将弹药3固定在升降机上,升降机下降将弹药3下沉至工件水箱1内,保证喷嘴2与弹药3同心;
步骤2:注入溶剂淹没弹药3,给工件水箱1内注入经过处理的溶剂,并使溶剂淹没弹药3,通过液位传感器6监测溶剂液面高出弹药3最高点300mm-500mm;
步骤3:喷嘴前进破碎装药,打开高压溶剂源9,高压溶剂通过管道10、喷嘴2形成高压射流;喷嘴2向装药侧行进,高压射流冲击在弹药3的装药上,对装药切割和破碎;
步骤4:液位监测,喷嘴2行进同时监测工件水箱1溶剂液位,液位传感器6和工件水箱1下部翻板阀7执行机构信号互联,调节翻板阀7开度,保持工件水箱1溶剂内液位基本稳定或在一定范围内浮动;溶剂和装药的混合物从工件水箱1下部翻板阀7依靠重力、溶剂压力流动至过滤水槽8;
步骤5:推力监测,喷嘴行进监测机在喷嘴2行进同时监测推力,当推力超过阈值时,推力监测器13触发,喷嘴行进监测机4带动喷嘴2后退设定距离并重新前进;
步骤6:温度监测,喷嘴行进监测机在喷嘴2行进同时通过第二温度传感器11监测喷嘴管道内高压溶剂温度,通过第一温度传感器5实时监测工件水箱1内溶剂温度,要求溶剂温度<40℃;
步骤7:固液分离,过滤水箱8将大于5mm固体药渣分离出溶剂,固体药渣停留在筛网14上等待回收,溶剂通过对接口15去溶剂处理及存储系统;
步骤8:处理完成,喷嘴行进监测机4带动喷嘴2行进至弹药3末端时,关闭高压溶剂源9,喷嘴行进监测机4带动喷嘴2后退至初始点;
步骤9:弹壳回收,卸载弹壳,壳体回收;药渣回收,清理筛网,药渣回收。
Claims (9)
1.一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于,包括工件水箱(1)以及与之连接的喷嘴行进监测机(4)和过滤水槽(8);
工件水箱(1)尺寸能容纳弹药(3),工件水箱(1)上连接有第一温度传感器(5)、液位传感器(6),工件水箱(1)下部连接有开度可调整的翻板阀(7),翻板阀(7)下接过滤水槽(8);
所述的喷嘴行进监测机(4)能够将高压溶剂源(9)通过管道(10)、喷嘴(2)转换成破碎切割装药的高压射流;喷嘴行进监测机(4)包括直线行进机构(12)以及其上连接的第二温度传感器(11)、推力监测器(13),直线行进机构(12)让喷嘴(2)直线行进。
2.根据权利要求1所述的一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于:所述的翻板阀(7)开口尺寸能够通过100mm药渣。
3.根据权利要求1所述的一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于:所述的过滤水槽(8)内部设置筛网(14),过滤水槽(8)下部设有对接口(15),液体通过泵输送至溶剂处理及储存系统内处理或备用。
4.根据权利要求1所述的一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于:所述的第一温度传感器(5)监测工件水箱(1)内溶剂温度,确保系统在安全的溶剂温度下工作。
5.根据权利要求1所述的一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于:所述的第二温度传感器(11)实时监测射流温度,保证高压溶剂源(9)在安全的温度下工作。
6.根据权利要求1所述的一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于:所述的推力监测器(13)随着装药破碎的进行,喷嘴(2)逐渐伸入弹药内部,当喷嘴(2)行进过程中推力急剧增大,触发推力监测器(13)阈值时,直线行进机构(12)带动喷嘴(2)后退设定距离后重新前进,直至将弹药(3)内装药破碎完。
7.根据权利要求3所述的一种含能材料固废处理循环利用设备,其特征在于:所述的筛网(14)孔径5mm,能够将≥5mm的药渣分离放置在筛网(14)上。
8.利用权利要求1-7任一项所述的一种含能材料固废处理循环利用设备的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:装载零件,将弹药(3)固定在升降机上,升降机下降将弹药(3)下沉至工件水箱(1)内;
步骤2:注入溶剂淹没弹药(3),给工件水箱(1)内注入经过处理的溶剂,并使溶剂淹没弹药(3);
步骤3:喷嘴前进破碎装药,打开高压溶剂源(9),高压溶剂通过管道(10)、喷嘴(2)形成高压射流;喷嘴(2)向装药侧行进,高压射流冲击在弹药(3)的装药上,对装药切割和破碎;
步骤4:液位监测,喷嘴(2)行进同时监测工件水箱(1)溶剂液位,液位传感器(6)和工件水箱(1)下部翻板阀(7)执行机构信号互联,调节翻板阀(7)开度,保持工件水箱(1)溶剂内液位基本稳定或在设定范围内浮动;溶剂和装药的混合物从工件水箱(1)下部翻板阀(7)流动至过滤水槽(8);
步骤5:推力监测,喷嘴行进监测机在喷嘴(2)行进同时监测推力,当推力超过阈值时,推力监测器(13)触发,喷嘴行进监测机(4)带动喷嘴(2)后退设定距离并重新前进;
步骤6:温度监测,喷嘴行进监测机在喷嘴(2)行进同时通过第二温度传感器(11)监测喷嘴管道内高压溶剂温度,通过第一温度传感器(5)实时监测工件水箱(1)内溶剂温度,要求溶剂温度<40℃;
步骤7:固液分离,过滤水箱(8)将大于5mm固体药渣分离出溶剂,固体药渣停留在筛网(14)上等待回收,溶剂通过对接口(15)去溶剂处理及存储系统;
步骤8:处理完成,喷嘴行进监测机(4)带动喷嘴(2)行进至弹药(3)末端时,关闭高压溶剂源(9),喷嘴行进监测机(4)带动喷嘴(2)后退至初始点;
步骤9:弹壳回收,卸载弹壳,壳体回收;药渣回收,清理筛网,药渣回收。
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