CZ310595B6

CZ310595B6 - Vytlačovací zařízení pro plnění těla střely trhavinou

Info

Publication number: CZ310595B6
Application number: CZ2025-130A
Authority: CZ
Inventors: Rudolf Pajtina; Rudolf Ing Pajtina
Original assignee: KONŠTRUKTA - Industry, akciová spoločnosť
Priority date: 2025-04-02
Filing date: 2025-04-02
Publication date: 2026-01-07
Also published as: CZ2025130A3

Abstract

Vytlačovací zařízení (1) pro plnění těla (5) střely trhavinou zahrnuje komoru (2) s násypkou (16) a v této komoře (2) uspořádaný šnek (3) opatřený pohonem (4). Šnek (3) je zaveditelný do otvoru ve špici těla (5) střely a na opačném konci se tělo (5) střely opírá o pístní tyč (12) pístu (13) lisovacího válce (6). Prostor pod pístem (13) je pro řízení velikosti lisovací síly spojitelný jednak s proporcionálním pojistným ventilem (7) a jednak se zdrojem (14) tlaku. Mezi prostorem pod pístem (13) a zdrojem (14) tlakuje uspořádán škrticí prvek. Pro snímání pohybu těla (5) střely je uspořádán elektronický snímač (9) polohy, jehož výstup je zaveden do řídicího systému (10). Do prostoru pod pístem (13) je připojen první snímač (8) tlaku, spojený s řídicím systémem (10). Řídicí systém (10) je přes první řídicí jednotku (11) propojený s proporcionálním pojistným ventilem (7). Proporcionální pojistný ventil (7) je spojen s odpadní větví (15).

Description

Vytlačovací zařízení pro plnění těla střely trhavinou

Oblast techniky

Vynález se týká vytlačovacího zařízení pro plnění těla střely trhavinou, zahrnujícího komoru s násypkou a v komoře je uspořádaný šnek, opatřený pohonem, přičemž šnek je zaveditelný do otvoru ve špici těla střely a na opačném konci se tělo střely opírá o pístní tyč pístu lisovacího válce, přičemž prostor pod pístem je pro řízení velikosti lisovací síly spojitelný jednak s proporcionálním pojistným ventilem a jednak se zdrojem tlaku, přičemž mezi prostorem pod pístem a zdrojem tlaku je uspořádán škrticí prvek.

Dosavadní stav techniky

K plnění munice trinitrotoluenem nebo jinými trhavinami se používají vytlačovací zařízení, tzv. extrudéry, konfigurované jak horizontálně tak i vertikálně, u kterých se plněná trhavina pomocí šneku postupně lisuje do dutiny střely.

Při plnění munice pomocí šneku vytváří plněný materiál sílu, která se snaží tělo střely odtlačovat. Tato síla se v přihlášce označuje jako lisovací síla. Pomocí regulace velikosti této síly lze řídit a kontrolovat hustotu a kvalitu náplně.

Proces plnění se řídí nastavováním lisovacího tlaku, čímž je zabezpečený řízený pohyb těla střely při odtlačování lisovací silou. Lisovací síla se řídí v závislosti na poloze konce šneku vůči dutině střely.

Podle známého stavu techniky se k řízení lisovacího tlaku používá hydraulický systém, využívající mechanicky ovládaný pojistný ventil, který je ovládán mechanickou šablonou, spřaženou se střelou, takže při pohybu střely se pohybuje i mechanická šablona.

Takový systém je sice spolehlivý, ale jakákoliv změna vyžaduje vyrobení nové šablony, což představuje zdlouhavý proces. Stejně tak korekce lze provádět pouze mechanicky posunutím vzájemné polohy ventilu a šablony.

Cílem vynálezu je navrhnout takové vytlačovací zařízení pro plnění těla střely trhavinou, které by nemělo nedostatky stavu techniky.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle se dosahuje vytlačovacím zařízením pro plnění těla střely trhavinou, zahrnujícím komoru s násypkou a v komoře je uspořádaný šnek, opatřený pohonem, přičemž šnek je zaveditelný do otvoru ve špici těla střely a na opačném konci se tělo střely opírá o pístní tyč pístu lisovacího válce, přičemž prostor pod pístem je pro řízení velikosti lisovací síly spojitelný jednak s proporcionálním pojistným ventilem a jednak se zdrojem tlaku, přičemž mezi prostorem pod pístem a zdrojem tlaku je uspořádán škrticí prvek, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pro snímání pohybu těla střely je uspořádán elektronický snímač polohy, jehož výstup je zaveden do řídicího systému. Do prostoru pod pístem je připojen první snímač tlaku, spojený s řídicím systémem. Řídicí systém je přes první řídicí jednotku propojený s proporcionálním pojistným ventilem. Proporcionální pojistný ventil je spojen s odpadní větví.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že při překročení nastavené hodnoty lisovacího tlaku umožní odvedení hydraulické kapaliny z prostoru pod pístem do odpadní větve, čímž umožní posun pístu a udržení lisovací síly na požadované hodnotě.

- 1 CZ 310595 B6

Výhodou zařízení podle vynálezu je také rychlé a operativní nastavování a změna lisovacího tlaku i během provozu stroje, rychlé a operativní prvotní nastavování technologie, snadná změna nastavení při přechodu výroby na jiný typ střely a záznam parametrů a možnost jejich pozdější analýzy.

Podle výhodného provedení je mezi prostorem pod pístem a zdrojem tlaku zapojen proporcionální redukční ventil spojený s druhou řídicí jednotkou, která je spojena s řídicím systémem.

Podle dalšího výhodného provedení je na výstupu proporcionálního redukčního ventilu zapojen druhý snímač tlaku, připojený k řídicímu systému.

Podle dalšího výhodného provedení je mezi prostorem pod pístem a proporcionálním redukčním ventilem zapojen škrticí prvek.

Podle dalšího výhodného provedení je před vstupem do prostoru pod pístem uspořádán hydraulický akumulátor pro tlumení hydraulických rázů a dynamických špiček tlaku.

Podle dalšího výhodného provedení se tělo střely se opírá o pístní tyč pístu lisovacího válce přes vodicí mechanizmus, přičemž tělo střely je spojeno s mechanizmem pro otáčení tělem střely kolem podélné osy.

Podle dalších výhodných provedení je osa lisovacího válce totožná s osou těla střely, nebo osa lisovacího válce leží mimo osu těla střely.

Podle dalšího výhodného provedení je škrticím prvkem clona.

Objasnění výkresů

Předložený vynález bude blíže popsán na příkladech provedení vytlačovacího zařízení podle vynálezu, schematicky zobrazených na připojených výkresech, na kterých představují:

obr. 1 první příklad provedení vytlačovacího zařízení pro plnění těla střely trhavinou podle vynálezu;

obr. 2 druhý příklad provedení vytlačovacího zařízení pro plnění těla střely trhavinou podle vynálezu; a obr. 3 příklad provedení vodícího mechanizmu a mechanizmu pro otáčení tělem střely, uspořádaný mezi tělem střely a pístní tyčí pístu lisovacího válce.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vytlačovací zařízení 1 podle obr. 1 se používá pro plnění těla 5 střely trhavinou, například trinitrotoluenem. Vytlačovací zařízení 1 má válcovou komoru 2, ve které je uložen šnek 3, poháněný pohonem 4. Do komory’ 2 šneku 3 se trhavina přivádí z násypky 16.

Šnek 3 je zaveden do otvoru ve špici těla 5 střely, takže při otáčení šneku 3 je trhavina přiváděna do těla 5 střely. Na opačném konci se tělo 5 střely opírá o pístní tyč 12 pístu 13, která vyčnívá z lisovacího válce 6. Prostor pod pístem 13. tj. na straně odvrácené od pístní tyče 12. je pro řízení velikosti lisovací síly spojitelný s proporcionálním pojistným ventilem 7 a se zdrojem 14 tlaku.

-2CZ 310595 B6

Mezi prostorem pod pístem 13 a zdrojem 1.4 tlaku je uspořádán škrticí prvek, kterým je v zobrazeném příkladu provedení clona C.

Při plnění těla 5 střely přiváděná trhavina odtlačuje tělo 5 střely silou, která se označuje jako lisovací síla. Výsledný pohyb těla 5 střely snímá elektronický snímač 9 polohy, který v zobrazeném provedeni snímá pohyb pístní tyče 12 pístu 13 lisovacího válce 6. Odborníkům je zřejmé, že elektronický snímač 9 polohy může snímat přímo tělo 5 střely.

Výstup elektronického snímače 9 polohy je zaveden do řídicího systému 10. který’ může být tvořen například PLC systémem, průmyslovým počítačem, inteligentním relé apod. Řídící systém 10 je spojen se snímačem 8 tlaku, který’ snímá tlak v prostoru pod pístem 13 lisovacího válce 6. Řídicí systém 10 je spojen s první řídicí jednotkou 11. S první řídící jednotkou 11 je propojen i proporcionální pojistný ventil 7.

První řídící jednotka 11 převádí signál z řídicího systému 10 na signál pro přestavování proporcionálního pojistného ventilu 7. Tato první řídicí jednotka 11 může být buď uspořádána samostatně, jak je zobrazeno na obr. 1, nebo může být součástí proporcionálního pojistného ventilu 7 (ventil s integrovanou elektronikou).

Tělo 5 střely se opírá o pístní tyč 12 pístu 13 lisovacího válce 6 buď přímo (viz obr. 1 a 2), nebo přes vodicí mechanizmus 21 (viz obr. 3). Tělo 5 střely je spojeno s mechanizmem 22 pro otáčení tělem 5 střely kolem podélné osy, zobrazeným v detailu na obr. 3.

Na obr. 1 a 2 je osa lisovacího válce 6 totožná s osou těla 5 střely. V neznázoměném provedení ale osa lisovacího válce 6 nemusí být s osou těla 5 střely totožná.

Hustota a kvalita náplně těla 5 střely trhavinou se řídí regulací lisovací síly. Řídicí systém 10 na základě informace o aktuální poloze těla 5 střely ze snímače 9 polohy vypočítá podle zadaného algoritmu požadovaný lisovací tlak a žádanou hodnotu odesílá do první řídicí jednotky 11 pro nastavení lisovacího tlaku.

Lisovací tlak nastavuje proporcionální pojistný ventil 7. Tlak je snímán snímačem 8 tlaku, který odesílá aktuální hodnotu tlaku zpátky do řídicího systému 10. Na základě PID regulace koriguje řídicí systém 10 přes první řídicí jednotku 11 nastavení proporcionálního pojistného ventilu 7 tak, aby se reálná snímaná hodnota tlaku co nejvíce přibližovala k žádané hodnotě pro danou polohu těla 5 střely.

Řídicí systém 10 je nakonfigurován tak, abv pomocí proporcionálního pojistného ventilu 7, na základě požadované hodnoty lisovacího tlaku ovládal lisovací tlak lisovacího válce 6. Řídicí systém 10 získává zpětnou vazbu o aktuální hodnotě lisovacího tlaku ze snímače 8 tlaku.

Proporcionální pojistný ventil 7 při překročení požadované hodnoty lisovacího tlaku vypustí potřebné množství pracovní kapaliny do odpadní větve 15. což umožní posun pístu 13 a udržení lisovacího tlaku na požadované hodnotě.

Příklad provedení vytlačovacího zařízení 1 podle obr. 2 má navíc k prvkům podle provedení z obr. 1 mezi prostorem pod pístem 13 a zdrojem 14 tlaku zapojen proporcionální redukční ventil 18 spojený s druhou řídicí jednotkou 20. která je spojená s řídicím systémem 10.

U provedení podle obr. 2 je na výstupu proporcionálního redukčního ventilu 18 zapojen druhý snímač 19 tlaku, připojený k řídicímu systému 10.

Před vstupem do prostoru pod pístem 13 lisovacího válce 6 je uspořádán hydraulický akumulátor 17 pro tlumení hydraulických rázů a dynamických špiček tlaku.

- 3 CZ 310595 B6

Mezi prostorem pod pístem 13 a proporcionálním redukčním ventilem 18 je zapojena clona C.

Lisovací tlak stejně jako u provedení z obr. 1 nastavuje proporcionální pojistný ventil 7. Tlak je snímán snímačem 8 tlaku, který odesílá aktuální hodnotu tlaku zpátky do řídicího systému 10. Na základě PID regulace první řídicí jednotka 11 koriguje nastavení proporcionálního pojistného ventilu 7 tak, aby se reálná snímaná hodnota tlaku co nejvíce přibližovala k žádané hodnotě pro danou polohu těla 5 střely.

Kompenzační tlak nastavuje proporcionální redukční ventil 11. Tlak je snímán druhým snímačem 19 tlaku, který odesílá aktuální hodnotu tlaku zpátky do řídicího systému 10. Kompenzační tlak je stabilizační prvek systému, který dodává do hydraulického systému malé množství pracovní kapaliny tak, aby se udržel permanentní minimální průtok přes proporcionální pojistný ventil 7. Tento průtok je fixně nastavený clonou C, umístněnou v hydraulickém systému mezi prostorem pod pístem 13 a proporcionálním redukčním ventilem 18. Odborníkovi z oboru je zřejmé, že místo clony C lze použít jiný známý škrticí prvek. Proporcionální redukční ventil 18 reguluje tlak v hydraulickém systému na konstantní tlak, který je roven lisovacímu tlaku (vyhlazuje přeběh tlaku) a tím snižuje rozkmit lisovacího tlaku.

Na základě PID regulace systém automaticky koriguje nastavení proporcionálního pojistného ventilu 7 a proporcionálního redukčního ventilu 18 tak, aby se reálná snímaná hodnota co nejvíce přibližovala k žádané hodnotě lisovacího tlaku pro danou polohu těla střely 5.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vytlačovací zařízení (1) pro plnění těla (5) střely trhavinou, zahrnující komoru (2) s násypkou (16) a v komoře (2) uspořádaný šnek (3), opatřený pohonem (4), přičemž šnek (3) je zaveditelný do otvoru ve špici těla (5) střely a na opačném konci se tělo (5) střely opírá o pístní tyč (12) pístu (13) lisovacího válce (6), přičemž prostor pod pístem (13) je pro řízení velikosti lisovací síly spojitelný jednak s proporcionálním pojistným ventilem (7) a jednak se zdrojem (14) tlaku, přičemž mezi prostorem pod pístem (13) a zdrojem (14) tlaku je uspořádán škrticí prvek, vyznačující se tím, že pro snímání pohybu těla (5) střely je uspořádán elektronický snímač (9) polohy, jehož výstup je zaveden do řídicího systému (10), přičemž do prostoru pod pístem (13) je připojen první snímač (8) tlaku, spojený s řídicím systémem (10), a přičemž řídicí systém (10) je přes první řídicí jednotku (11) propojený s proporcionálním pojistným ventilem (7) a proporcionální pojistný ventil (7) je spojen s odpadní větví (15).
2. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi prostorem pod pístem (13) a zdrojem (14) tlaku je zapojen proporcionální redukční ventil (18) spojený s druhou řídicí jednotkou (20), která je spojena s řídicím systémem (10).
3. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že na výstupu proporcionálního redukčního ventilu (18) je zapojen druhý snímač (19) tlaku, připojený k řídicímu systému (10).
4. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že mezi prostorem pod pístem (13) a proporcionálním redukčním ventilem (18) je zapojen škrticí prvek.
5. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 1, 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že před vstupem do prostoru pod pístem (13) je uspořádán hydraulický akumulátor (17) pro tlumení hydraulických rázů a dynamických špiček tlaku.
6. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 1, 2, 3, 4 nebo 5, vyznačující se tím, že tělo (5) střely se opírá o pístní tyč (12) pístu (13) lisovacího válce (6) přes vodicí mechanizmus (21), přičemž tělo (5) střely je spojeno s mechanizmem (22) pro otáčení tělem (5) střely kolem podélné osy.
7. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 6, vyznačující se tím, že osa lisovacího válce (6) je totožná s osou těla (5) střely.
8. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 6, vyznačující se tím, že osa lisovacího válce (6) leží mimo osu těla (5) střely.
9. Vytlačovací zařízení (1) podle nároku 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 nebo 8, vyznačující se tím, že škrticím prvkem je clona (C).