CN115950236A - 一种用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于火药加工辅助设备技术领域，涉及一种用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置，主体结构包括通过连接部件连接的底座、万向轮、脚刹片、电机、减速箱、联轴器、双螺杆组件、芯轴、机筒、进药口、旋转泄气辊、刮刀、排水孔、滤网、热水孔、一号热水供应管、二号热水供应管、支架、出药口和排气孔。对含水火药进行最大程度的挤压脱水，使得含水火药里的水分最大程度地脱出，既能有效挤水又能避免对含水火药进行持续过度的挤压而造成火药性能的损失或危险状况的发生，双螺杆组件能够根据不同的脱水要求设置不同的长径比，实现对含水火药最大程度的挤压脱水，提高含水火药的脱水率。其结构简单，节能环保，使用环境友好，易于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于火药加工辅助设备技术领域，具体涉及一种用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置，对含水火药进行脱水，将含水火药充分干燥，以制备性能优良和爆炸效果好的火药。
背景技术
火药是由火花、火焰等引起剧烈燃烧的药剂，据《范子叶然》的记载，春秋时代中国就已经用于民间民生应用，范子计然说“硝石出陇道”；火药是中国四大发明之一，是在适当的外界能量作用下，自身能进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温燃气的物质，其在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源，是弹药的重要组成部分；人类文明史上的一项杰出的成就，火药是以其杀伤力和震慑力，带给人类消停战事、安全防卫的作用，成为了人类文明重要发明之一。
火药的生产过程是将多种火药混合药剂加水混合均匀成糊状后通过脱水干燥，通常以水作为载体的火药糊被送到开炼机上挤压来进行脱水过程，同时为了保证安全，通常火药的干燥会在单独的房间内采用干燥完一批取出后再进行下一批火药干燥的间断生产模式，存在生产效率低下的问题。因此，研发一种在封闭空间(生产车间)中使用的用于火药的能够连续加工制作的非封闭双螺杆脱水装置，在保证安全生产的前提下，对含水火药进行连续的干燥脱水，实现火药的不间断生产方式，很有科学和应用价性，也具有良好的社会和应用前景。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述问题，提出在封闭空间中使用的用于连续火药加工制作的非封闭双螺杆脱水装置，在保证安全生产的前提下，对含水火药进行连续的干燥脱水，实现火药的不间断生产方式。
为了实现上述目的，本发明涉及的用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置的主体结构包括底座、万向轮、脚刹片、电机、减速箱、联轴器、双螺杆组件、芯轴、机筒、进药口、旋转泄气辊、刮刀、排水孔、滤网、热水孔、一号热水供应管、二号热水供应管、支架、出药口和排气孔；倒U形结构的底座的四个角部分别设置有圆形结构的万向轮，底座与万向轮之间设置有对万向轮进行制动的脚刹片，底座的顶部右端设置有电机，电机与减速箱机械传动式连接，减速箱与联轴器机械传动式连接，联轴器与圆形中空式结构的双螺杆组件机械传动式连接，减速箱通过联轴器对双螺杆组件定位，双螺杆组件的外围包覆有内空式弧形结构的芯轴，双螺杆组件在芯轴的内部互相齿合，外围设置有齿轮的芯轴设置在矩形管状结构机筒的内部，底座与机筒螺栓式连接，机筒的右端上表面开设有向内凹陷的上宽下窄式结构的进药口，机筒的中段内壁上设置有圆管形结构的旋转泄气辊，外围带有齿轮的旋转泄气辊与芯轴齿合式连接，旋转泄气辊的外围设置有片状结构的刮刀，机筒的内部设置有圆形管状结构的排水孔，排水孔中设置有圆形网状结构的滤网，排水孔和滤网位于芯轴的正下方，机筒的内壁上开设有圆形结构的热水孔，热水孔与圆形管状结构的一号热水供应管连通，圆形管状结构的二号热水供应管由机筒的外部深入机筒的内部并到达芯轴的上方缺口处，一号热水供应管和二号热水供应管通过支架固定在底座的上表面，机筒的末端下方设置有内空式矩形结构的出药口，机筒的上表面均匀间隔式开设有4-6个圆形结构的排气孔。
优选的，本发明涉及的底座和支架的材质均为不锈钢，底座为电机、减速箱、联轴器、双螺杆组件、芯轴、机筒、旋转泄气辊、一号热水供应管和二号热水供应管提供安装空间和支持力；万向轮能够带动底座运动，免除了底座的手工或机械搬动；脚刹片能够对万向轮进行制动，限定万向轮的位置；电机、减速箱和联轴器共同作用为双螺杆组件提供持续的动力；双螺杆组件的螺杆齿合间距为0.2mm，双螺杆组件的螺杆有3个以上的螺杆小段连接组成，螺杆小段的长径比为11:3，螺杆小段的螺距由60mm渐变至20mm，以满足对含水火药进行挤压脱水的要求，同时防止对含水火药的持续过度挤压，保证含水火药性能不发生变化，同时，避免由于火药持续挤压造成温度过度升高而发生危险，双螺杆组件通过不同螺杆小段的组合能够满足不同长径比要求的使用环境；
优选的，芯轴的内孔能够通入50-60℃的热水对双螺杆组件进行加热促进含水火药的干燥脱水，进一步促进含水火药内水分的蒸发；机筒作为含水火药挤压脱水的空间，机筒与旋转泄气辊之间的间距为0.1mm，以保证含水火药被挤压加热后蒸发出的水分及时泄露，而含水火药不会泄露；进药口作为含水火药进入机筒的通道；旋转泄气辊的直径是双螺杆组件的螺杆的直径的0.3倍，旋转泄气辊的长度是双螺杆组件的螺杆的长度的0.8倍，旋转泄气辊的表面镀铬抛光处理，双螺杆组件旋转时通过芯轴带动旋转泄气辊旋转；刮刀用于将旋转泄气辊带出的零星火药刮除；排水孔用于排出含水火药被挤压出的水分和加热后蒸发出的水分；滤网的目数为400目，以滤除含水火药中挤压出的水分携带的火药；热水孔能够通入50-60℃的热水对机筒进行加热促进含水火药的干燥脱水，进一步促进含水火药内水分的蒸发；一号热水供应管为热水孔提供热水；二号热水供应管为芯轴提供热水；支架用于安装并固定一号热水供应管和二号热水供应管；出药口作为火药排出机筒的通道；排气孔作为含水火药蒸发的水蒸气排出机筒的通道。
优选的，本发明涉及的用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置使用时，将用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置与计算机连接，计算机对含水火药的挤压温度、压力、电机、减速箱和双螺杆组件的转速进行实时控制；含水火药从进药口进入机筒，基于双螺杆组件的螺杆的齿合转动将含水火药向出药口的方向挤压输送，双螺杆组件的螺杆的螺棱间的齿合建压作用逐渐将含水火药中的大部分水分挤出，双螺杆组件的每段螺杆小段的螺距由大变小的变化规律既能满足含水火药的脱水要求，又能保证火药的性能和安全，通过改变压缩比，在含水火药挤压过程中使含水火药处于循环的压紧和松开状态，机筒的内部压力发生曲线变化，含水火药受到的挤压作用随着压力进行变化，有利于对含水火药产生良好的脱水效果，在含水火药的挤压输送过程中通过在一号热水供应管和二号热水供应管分别向热水孔和芯轴中通入50-60℃的热水对机筒和双螺杆组件进行加热促进含水火药的干燥脱水，含水火药中挤出的水分通过排水孔排出，排水孔上的滤网对排出的水分进行过滤，防止火药的流出损失，避免危险状况的发生，水蒸气通过机筒与旋转泄气辊之间的空隙到达排气孔后排出机筒，刮刀对旋转泄气辊携带的零星火药进行刮除，进一步促进了含水火药的干燥脱水，保证火药生产的安全性，经过脱水处理的火药由出药口排出。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
一、双螺杆组件的螺杆齿合间距能够使芯轴内部形成较高的腔压，对含水火药进行最大程度的挤压脱水，使得含水火药里的水分最大程度地脱出，实现更好的脱水效果；
二、双螺杆组件的螺杆的螺纹螺距采取逐段先大后小的规律变化，即每段螺杆上螺棱齿合宽度由宽变窄，压缩比渐变，既能有效挤水又能避免对含水火药进行持续过度的挤压而造成火药性能的损失或危险状况的发生；
三、双螺杆组件的螺杆通过带有开口的芯轴连接，螺杆由多部分组合而成，灵活方便，能够根据不同的脱水要求设置不同的长径比，同时双螺杆组件的螺杆之间中心距较小，螺棱之间的间隙较小，能够实现对含水火药最大程度的挤压脱水，提高含水火药的脱水率；
四、从芯轴和热水孔中通入热水对双螺杆组件和机筒进行加热进一步提高含水火药的干燥脱水效果，进而提高含水火药的脱水率和产品的优品率，同时，脱水能耗得到了显著的降低，五是相比现有技术的间断式生产工艺，本装置能够实现连续化的批量生产，六是基于旋转泄气辊的设置，本装置是一个非封闭的空间，提高了安全性能；其结构简单，节能环保，使用环境友好，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的主体结构原理示意图。
图2为本发明涉及的双螺杆组件的螺杆的主体结构原理示意图。
图3为本发明涉及的双螺杆组件的螺杆的剖面结构原理示意图。
图4为本发明涉及的芯轴的主体结构原理示意图。
图5为本发明涉及的机筒的剖面结构原理示意图。
附图标记：底座1、万向轮2、脚刹片3、电机4、减速箱5、联轴器6、双螺杆组件7、芯轴8、机筒9、进药口10、旋转泄气辊11、刮刀12、排水孔13、滤网14、热水孔15、一号热水供应管16、二号热水供应管17、支架18、出药口19和排气孔20；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5所示，下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：
本实施例涉及的用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置的主体结构包括底座1、万向轮2、脚刹片3、电机4、减速箱5、联轴器6、双螺杆组件7、芯轴8、机筒9、进药口10、旋转泄气辊11、刮刀12、排水孔13、滤网14、热水孔15、一号热水供应管16、二号热水供应管17、支架18、出药口19和排气孔20；
作为本发明一个优选的实施例，倒U形结构的底座1的四个角部分别设置有圆形结构的万向轮2，底座1与万向轮2之间设置有对万向轮2进行制动的脚刹片3，底座1的顶部右端设置有电机4，电机4与减速箱5机械传动式连接，减速箱5与联轴器6机械传动式连接，联轴器6与圆形中空式结构的双螺杆组件7机械传动式连接，减速箱5通过联轴器6对双螺杆组件7定位，双螺杆组件7的外围包覆有内空式弧形结构的芯轴8，双螺杆组件7在芯轴8的内部互相齿合，外围设置有齿轮的芯轴8设置在矩形管状结构机筒9的内部，底座1与机筒9螺栓式连接，机筒9的右端上表面开设有向内凹陷的上宽下窄式结构的进药口10，机筒9的中段内壁上设置有圆管形结构的旋转泄气辊11，外围带有齿轮的旋转泄气辊11与芯轴8齿合式连接，旋转泄气辊11的外围设置有片状结构的刮刀12，机筒9的内部设置有圆形管状结构的排水孔13，排水孔13中设置有圆形网状结构的滤网14，排水孔13和滤网14位于芯轴8的正下方，机筒9的内壁上开设有圆形结构的热水孔15，热水孔15与圆形管状结构的一号热水供应管16连通，圆形管状结构的二号热水供应管17由机筒9的外部深入机筒9的内部并到达芯轴8的上方缺口处，一号热水供应管16和二号热水供应管17通过支架18固定在底座1的上表面，机筒9的末端下方设置有内空式矩形结构的出药口19，机筒9的上表面均匀间隔式开设有4-6个圆形结构的排气孔20。
作为本发明一个优选的实施例，本实施例涉及的底座1和支架18的材质均为不锈钢，底座1为电机4、减速箱5、联轴器6、双螺杆组件7、芯轴8、机筒9、旋转泄气辊11、一号热水供应管16和二号热水供应管17提供安装空间和支持力；万向轮2能够带动底座1运动，免除了底座1的手工或机械搬动；脚刹片3能够对万向轮2进行制动，限定万向轮2的位置；电机4、减速箱5和联轴器6共同作用为双螺杆组件7提供持续的动力；
双螺杆组件7的螺杆齿合间距为0.2mm，双螺杆组件7的螺杆有3个以上的螺杆小段连接组成，螺杆小段的长径比为11:3，螺杆小段的螺距由60mm渐变至20mm，以满足对含水火药进行挤压脱水的要求，同时防止对含水火药的持续过度挤压，保证含水火药性能不发生变化，同时，避免由于火药持续挤压造成温度过度升高而发生危险，双螺杆组件7通过不同螺杆小段的组合能够满足不同长径比要求的使用环境；
作为本发明一个优选的实施例，芯轴8的内孔能够通入50-60℃的热水对双螺杆组件7进行加热促进含水火药的干燥脱水，进一步促进含水火药内水分的蒸发；机筒9作为含水火药挤压脱水的空间，机筒9与旋转泄气辊11之间的间距为0.1mm，以保证含水火药被挤压加热后蒸发出的水分及时泄露，而含水火药不会泄露；进药口10作为含水火药进入机筒9的通道；旋转泄气辊11的直径是双螺杆组件7的螺杆的直径的0.3倍，旋转泄气辊11的长度是双螺杆组件7的螺杆的长度的0.8倍，旋转泄气辊11的表面镀铬抛光处理，双螺杆组件7旋转时通过芯轴8带动旋转泄气辊11旋转；刮刀12用于将旋转泄气辊11带出的零星火药刮除；排水孔13用于排出含水火药被挤压出的水分和加热后蒸发出的水分；滤网14的目数为400目，以滤除含水火药中挤压出的水分携带的火药；热水孔15能够通入50-60℃的热水对机筒9进行加热促进含水火药的干燥脱水，进一步促进含水火药内水分的蒸发；一号热水供应管16为热水孔15提供热水；二号热水供应管17为芯轴8提供热水；支架18用于安装并固定一号热水供应管16和二号热水供应管17；出药口19作为火药排出机筒9的通道；排气孔20作为含水火药蒸发的水蒸气排出机筒9的通道。
作为本发明一个优选的实施例，本实施例涉及的用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置使用时，将用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置与计算机连接，计算机对含水火药的挤压温度、压力、电机4、减速箱5和双螺杆组件7的转速进行实时控制。
含水火药从进药口10进入机筒9，基于双螺杆组件7的螺杆的齿合转动将含水火药向出药口19的方向挤压输送，双螺杆组件7的螺杆的螺棱间的齿合建压作用逐渐将含水火药中的大部分水分挤出，双螺杆组件7的每段螺杆小段的螺距由大变小的变化规律既能满足含水火药的脱水要求，又能保证火药的性能和安全，通过改变压缩比，在含水火药挤压过程中使含水火药处于循环的压紧和松开状态，机筒9的内部压力发生曲线变化，含水火药受到的挤压作用随着压力进行变化，有利于对含水火药产生良好的脱水效果，在含水火药的挤压输送过程中通过在一号热水供应管16和二号热水供应管17分别向热水孔15和芯轴8中通入50-60℃的热水对机筒9和双螺杆组件7进行加热促进含水火药的干燥脱水，含水火药中挤出的水分通过排水孔13排出，排水孔13上的滤网14对排出的水分进行过滤，防止火药的流出损失，避免危险状况的发生，水蒸气通过机筒9与旋转泄气辊11之间的空隙到达排气孔20后排出机筒9，刮刀12对旋转泄气辊11携带的零星火药进行刮除，进一步促进了含水火药的干燥脱水，保证火药生产的安全性，经过脱水处理的火药由出药口19排出。
以上实施方案仅用于说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种用于火药连续化加工的双螺杆非封闭脱水装置，其特征在于主体结构包括底座(1)、万向轮(2)、脚刹片(3)、电机(4)、减速箱(5)、联轴器(6)、双螺杆组件(7)、芯轴(8)、机筒(9)、进药口(10)、旋转泄气辊(11)、刮刀(12)、排水孔(13)、滤网(14)、热水孔(15)、一号热水供应管(16)、二号热水供应管(17)、支架(18)、出药口(19)和排气孔(20)；倒U形结构的底座(1)的四个角部分别设置有圆形结构的万向轮(2)，底座(1)与万向轮(2)之间设置有对万向轮(2)进行制动的脚刹片(3)，底座(1)的顶部右端设置有电机(4)，电机(4)与减速箱(5)机械传动式连接，减速箱(5)与联轴器(6)机械传动式连接，联轴器(6)与圆形中空式结构的双螺杆组件(7)机械传动式连接，减速箱(5)通过联轴器(6)对双螺杆组件(7)定位，双螺杆组件(7)的外围包覆有内空式弧形结构的芯轴(8)，双螺杆组件在芯轴(8)的内部互相齿合，外围设置有齿轮的芯轴(8)设置在矩形管状结构机筒(9)的内部，底座(1)与机筒(9)螺栓式连接，机筒(9)的右端上表面开设有向内凹陷的上宽下窄式结构的进药口(10)；
机筒(9)的中段内壁上设置有圆管形结构的旋转泄气辊(11)，外围带有齿轮的旋转泄气辊(11)与芯轴(8)齿合式连接，旋转泄气辊(11)的外围设置有片状结构的刮刀(12)，机筒(9)的内部设置有圆形管状结构的排水孔，排水孔(13)中设置有圆形网状结构的滤网(14)，排水孔(13)和滤网(14)位于芯轴(8)的正下方，机筒(9)的内壁上开设有圆形结构的热水孔(15)，热水孔(15)与圆形管状结构的一号热水供应管(16)连通，圆形管状结构的二号热水供应管(17)由机筒(9)的外部深入机筒(9)的内部并到达芯轴(8)的上方缺口处，一号热水供应管和二号热水供应管(17)通过支架(18)固定在底座(1)的上表面，机筒(9)的末端下方设置有内空式矩形结构的出药口(19)，机筒(9)的上表面均匀间隔式开设有4-6个圆形结构的排气孔(20)；所述底座(1)和支架(18)的材质均为不锈钢，底座(1)为电机(4)、减速箱(5)、联轴器(6)、双螺杆组件(7)、芯轴(8)、机筒(9)、旋转泄气辊(11)、一号热水供应管(16)和二号热水供应管(17)提供安装空间和支持力；万向轮(2)能够带动底座(1)运动，免除了底座(1)的手工或机械搬动；
脚刹片(3)能够对万向轮(2)进行制动，限定万向轮(2)的位置；电机(4)、减速箱(5)和联轴器(6)共同作用为双螺杆组件(7)提供持续的动力；双螺杆组件(7)的螺杆齿合间距为0.2mm，双螺杆组件(7)的螺杆有3个以上的螺杆小段连接组成，螺杆小段的长径比为11:3，螺杆小段的螺距由60mm渐变至20mm，以满足对含水火药进行挤压脱水的要求，同时防止对含水火药的持续过度挤压，保证含水火药性能不发生变化，同时，避免由于火药持续挤压造成温度过度升高而发生危险，双螺杆组件(7)通过不同螺杆小段的组合能够满足不同长径比要求的使用环境；芯轴(8)的内孔能够通入50-60℃的热水对双螺杆组件(7)进行加热促进含水火药的干燥脱水，进一步促进含水火药内水分的蒸发；机筒(9)作为含水火药挤压脱水的空间，机筒与旋转泄气辊(11)之间的间距为0.1mm，以保证含水火药被挤压加热后蒸发出的水分及时泄露，而含水火药不会泄露；进药口(10)作为含水火药进入机筒(9)的通道；旋转泄气辊(11)的直径是双螺杆组件的螺杆的直径的0.3倍，旋转泄气辊(11)的长度是双螺杆组件(7)的螺杆的长度的0.8倍，旋转泄气辊的表面镀铬抛光处理，双螺杆组件(7)旋转时通过芯轴(8)带动旋转泄气辊(11)旋转；刮刀(12)用于将旋转泄气辊(11)带出的零星火药刮除；排水孔(13)用于排出含水火药被挤压出的水分和加热后蒸发出的水分；滤网(14)的目数为400目，以滤除含水火药中挤压出的水分携带的火药；热水孔(15)能够通入50-60℃的热水对机筒(9)进行加热促进含水火药的干燥脱水，进一步促进含水火药内水分的蒸发；一号热水供应管(16)为热水孔(15)提供热水；二号热水供应管(17)为芯轴(8)提供热水；支架(18)用于安装并固定一号热水供应管(16)和二号热水供应管(17)；出药口(19)作为火药排出机筒(9)的通道；排气孔(20)作为含水火药蒸发的水蒸气排出机筒(9)的通道；
使用时，将用于火药加工制作的双螺杆脱水装置与计算机连接，计算机对含水火药的挤压温度、压力、电机(4)、减速箱(5)和双螺杆组件(7)的转速进行实时控制；含水火药从进药口(10)进入机筒(9)，基于双螺杆组件(7)的螺杆的齿合转动将含水火药向出药口(19)的方向挤压输送，双螺杆组件(7)的螺杆的螺棱间的齿合建压作用逐渐将含水火药中的大部分水分挤出，双螺杆组件(7)的每段螺杆小段的螺距由大变小的变化规律既能满足含水火药的脱水要求，又能保证火药的性能和安全，通过改变压缩比，在含水火药挤压过程中使含水火药处于循环的压紧和松开状态，机筒(9)的内部压力发生曲线变化，含水火药受到的挤压作用随着压力进行变化，有利于对含水火药产生良好的脱水效果，在含水火药的挤压输送过程中通过在一号热水供应管(16)和二号热水供应管分别向热水孔(15)和芯轴(8)中通入50-60℃的热水对机筒(9)和双螺杆组件(7)进行加热促进含水火药的干燥脱水，含水火药中挤出的水分通过排水孔(13)排出，排水孔(13)上的滤网(14)对排出的水分进行过滤，防止火药的流出损失，避免危险状况的发生，水蒸气通过机筒(9)与旋转泄气辊(11)之间的空隙到达排气孔(20)后排出机筒(9)，刮刀(12)对旋转泄气辊(11)携带的零星火药进行刮除，进一步促进了含水火药的干燥脱水，保证火药生产的安全性，经过脱水处理的火药由出药口(19)排出。
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