FI66827C - Smaeltanordning foer spraengaemne - Google Patents

Description

ESF1 M cu^ULUTUSJULKAISU , TOA lJ 1' UTLÄCGNINGSSKRIFT OOOZ/ ^ ^ ^1) KvJu/lm.CL3 C 06 B 21/00 SUOMI—FINLAND (M) ^**“**11»*—791796 WH—·-—05.06.79 ' ' (23) AlkuptM—GUtfrhtxUg 05.06.79 (41) Tullut JuIUmM — Whrft offandg 06.12.79

Patentti· ja rekisterihallitut MN*e*^|.tei*tetei^-

Patent- och ragistoratyralsan ' AmMia» utfc«d odi ucLskrifta* pubtewad 31.08.8*» (32)(33)(31) Pjnrf««r uwelkws—euglrd prtortut 05.06.78

Saksan Li i ttotasavai ta-Förbunds republi ken

Tyskland(DE) P 282*1591.2 (71) Wasag Chemie A.G., Miinchener Strasse 70, 80A3 Unterfoehring, Saksan L i i ttotasavai ta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Helmut Wagner, Essen, Manfred Schaefers, Bottrop, Saksan Liittotasa-valta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7*0 Oy Kolster Ab (5A) Räjähdysaineen sulatuslaite - Smä1tanordning för sprängämne

Keksinnön kohteena on räjähdysaineen nopeaa jatkuvaa sulattamista varten tarkoitettu laite, joka käsittää syöttölaatikon sulattama-tonta räjähdysainetta varten, syöttölaatikon alapuolella olevan keruu-ammeen sulatettua räjähdysainetta varten ja syöttölaatikon pohjan muodostavan sulatusarinan, joka käsittää useita yhdensuuntaisia ja toisistaan välin päässä olevia kuumennusruoteita, joita voidaan kuumentaa niiden sisällä virtaavan kuumennusväliaineen avulla ja joilla on kii-lanmuotoinen, kärki ylöspäin oleva poikkileikkaus.

Tällainen laite tunnetaan US-patenttijulkaisusta 2,227,845.

Sitä käytetään kiinteän räjähdysaineen, esim. granulaattien, suomujen tai kappaleiden muodossa olevan räjähdysaineen, erityisesti trotyylin tai trotyylin ja heksogenin, trotyylin ja ammoniumnitraatin seosten tai trotyyli/heksogeni/alumiinin ensimmäiseen sulattamiseen. Sulat-tamaton räjähdysaine laskeutuu syöttölaatikosta sulatusarinalle, jossa se kosketuksessa sisältäpäin kuumennettujen kuumennusruoteiden kanssa muuttuu sulatteeksi ja tippuu toisistaan välin päässä olevien kuumennusruoteiden välisten rakojen läpi ulkopuolelta välillisesti kuumennettuun keruuammeeseen. Keruuammeesta sulatettu räjähdysaine voidaan tuottaa joko välittömästi, esim. valamalla ammuskappaleisiin, 2 66827 r ' ---- tai alistaa vielä lisäkäsittelyyn esim. sulatus- ja temperointikatti-lassa, jossa sulatustapahtumaa jatketaan lisäämällä muita kiinteitä osasia ja sulate saatetaan tarkkaan valulämpötilaan.

Räjähdysaineen sulatuskattilat ovat ankarien turvallisuusmääräysten alaisia. Siten on kuumennusväliaineen lämpötilan ja räjähdysaineen sulatuslämpötilan välinen ero rajoittuu suhteellisen alhaiseen suurimpaan arvoon, joka on ainoastaan muutamia Celsius-asteita. Sen vuoksi ei alussa mainitun laitteen sulatustehoa voida parantaa yksinkertaisesti kohottamalla kuumennusruoteissa olevan kuumennusväliaineen lämpötilaa. Useasti on sulatustehoa rajoitettu myös siten, että syntyvällä sulatteella pitää tai saa olla vain määrätty korkein lämpötila, mikä juuri räjähdysaineseosten yhteydessä, joilla on suhteellisen alhainen sulatuslämpö, voidaan varmistaa ainoastaan siten, että käytetään ainoastaan vielä turvallisuusrajan alapuolella olevan lämpötilan omaavaa kuumennusväliainetta. Mutta laite ei tällöin toimi teoreettisesti suurimmalla mahdollisella sulatusteholla.

Keksinnön tehtävänä on kehittää alussa mainitunlainen sulatus-laite sellaiseksi, että mitä erilaisimpien käsiteltäväksi tulevien räjähdysaineiden yhteydessä voidaan saada aikaan räjähdysainesulatteen tietty lämpötila, ilman että siitä turvallisuusmääräykset huomioon ottaen aiheutuu haittaa suurimmalle sulatusteholle.

Keksinnön mukainen tehtävä ratkaistaan siten, että sulatusarinan kuumennusruoteiden keskinäinen etäisyys ja siten kuumennusruoteiden välisten rakojen sisämitta on säädettävissä.

Keksinnön mukainen laite mahdollistaa luopumisen työtavasta, jossa aina kaikki sulatusarinalle tuotu räjähdysaine muuttuu kuumennus-sauvoilla sulatteeksi ja siten syntyvän räjähdysainesulatteen lämpötila pakosti on kuumennusväliaineen lämpötilan läheisyydessä. Pikemminkin voidaan keksinnön mukaisen laitteen yhteydessä alentaa sulatteen lämpötilaa yksinkertaisesti suurentamalla kuumennusruoteiden välistä etäisyyttä. Etäisyyttä suurennettaessa pääsee nimittäin tietty osa sulatta-matonta räjähdysainetta kuumennusruoteiden välisten rakojen läpi. Tämä osa sulaa vasta jo syntyneessä räjähdysainesulatteessa ja jäähdyttää tätä ottamalla tarvittavan sulatuslämmön. Mitä suurempi on kuumennusruoteiden välinen etäisyys, sitä suurempi on myös sulattamattoman räjähdysaineen läpipääsevä osa ja sitä alhaisemmaksi tulee räjähdysaine-sulatteen lämpötila. Etäisyyden säädettävyys on siis yksinkertainen keino räjähdysainesulatteen määrätyn lämpötilan tarkaksi säätämiseksi.

66827

Koska kuumennusväliaineen lämpötilan muuttuminen ei ole tätä varten välttämätöntä, säilytetään keksinnön mukaisen laitteen yhteydessä aina suurin mahdollinen sulatusteho.

Sulatteen tiettyä lämpötilaa varten asetettavan etäisyyden suuruus määräytyy pääasiassa kulloisenkin räjähdysaineen ominaisen sula-tuslämmön ja sen muodon ja koon mukaan, jossa kiinteä räjähdysaine esiintyy. Karkeampi räjähdysaine vaatii luonnollisesti suuremman etäisyyden, jotta tietty osa pääsee kuumennusruoteiden läpi sulamatta näillä. Suhteellisen alhainen sulatuslämpö vaatii samoin suhteellisen suuren etäisyyden alhaisen sulatuslämmön kompensoimiseksi sulamattoman osan suurentamisen avulla. Tästä on tuloksena alussa mainittuja räjähdysaineita ja räjähdysaineseoksia varten sekä tavanomaiset turvallisuusmääräykset huomioon ottaen säännönmukaisesti muutamia millimetrejä oleva kuumennusruoteiden keskinäinen etäisyys. Suurin asetettava etäisyys on tarkoituksenmukaisesti noin 4 millimetriä. Luonnollisesti voitaisiin etäisyys tehdä keksinnön mukaisen laitteen yhteydessä myös niin pieneksi, että työtavasta,jossa kaikki räjähdysaine muuttuu sulatteeksi itse kuumennussauvoilla, ei yksittäistapauksessa tarvitse luo- * pua. Kaiken kaikkiaan silloin keksinnön mukaisen laitteen yleinen käyttömahdollisuus taattu kaikenlaisia räjähdysaineita ja räjähdysainesu-latteen halutun ja sallitun lämpötilan laajaa aluetta varten.

Uuden laitteen edullisessa suoritusmuodossa aikaansaadaan kuumennusruoteiden välisten rakojen sisämitan muutettavuus siten, että kulloinkin vierekkäiset kuumennusruoteet ovat toisiinsa nähden korkeudeltaan säädettävissä. Korkeuden säätöön yhdistyy raon leveyden muuttuminen kuumennusruoteiden kiilanmuotoisen poikkileikkauksen vuoksi. Tarkoituksenmukaisesti on kuumennusruoteissa korkeudensäätöä varten pääty-puolisia tappeja, jotka tarttuvat yhteisen, esim. käsin vaakasuunnassa siirrettävän säätötangon kaltevaan nokkarakoon. Riittää kun ainoastaan joka toinen kuumennusruode on korkeudeltaan säädettävä. Sulatus-arinan erittäin pienen rakennekorkeuden aikaansaamiseksi varustetaan kuitenkin kaikki kuumennusruoteet korkeudensäädöllä ja kulloinkin vierekkäisiä ruoteita varten keskenään vastakkaiseen suuntaan.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa aikaansaadaan raonleveyden muutos siten, että kuumennusruoteita työnnetään vaakasuunnassa toisiaan kohti, mikä tapahtuu parhaiten kokoon painettavan ristikon avulla, johon kuumennusruoteet on kytketty.

66827

On osoittautunut, että suurempien sulatustehojen aikaansaamiseksi tulee sen paineen olla mahdollisimman suuri, jolla kiinteä räjähdysaine kuormittaa kuumennusruoteiden kaltevia sivupintoja. Tämä saadaan yksinkertaisimmalla tavalla aikaan sulamattoman räjähdysaineen omalla painolla, minkä vuoksi syöttölaatikkoa panostetaan vastaavasti suurella täyttökorkeudella. Jos syöttölaatikon rakennekorkeus ei olisi riittävä, se voi liittyä ylöspäin välittömästi räjähdysaineen varasto-säiliöön. On myös mahdollista yhdistää syöttölaatikko etäälle sovitettuun varastosäiliöön svöttöputken välityksellä.

Vaihtoehtoisesti tai lisäksi voidaan paineen kohottaminen kuu-mennusruoteilla saada aikaan syöttämällä sulatusarinan alasivua alipaineella edullisesti sillä tavalla, että keruuamme on avonainen ainoastaan sulatusarinalla ja siinä on putkiyhde alipainelähteeseen liittämistä varten. Täten voidaan myös syntyneet höyryt ja sentapaiset imeä pois, vaikka luonnollisesti alipaine valitaan korkeammaksi kuin olisi asianlaita, jos olisi imettävä vain höyryjä.

Lopuksi tulee kyseeseen toimenpiteenä paineen kohottamiseksi myös vastaanottosäiliössä oleva mäntä, joka kuormittaa lisäksi sulattama-tonta räjähdysainetta.

Kuumennustuoteet pyrkivät ensiksi jäähtymään sulattamattomaan räjähdysaineeseen osoittavista kärjistään tai huipuistaan räjähdysaineen sulatuslämpötilan alaisena sillä epäsuotuisella seurauksella, että niihin muodostuu räjähdysaineesta kattilakiveä. Tätä ilmiötä voidaan tehokkaasti vähentää pyöristämällä kuumennusruoteiden kärjet. Lisäksi voivat kuumennusruoteet olla profiloidut niiden toimivien pintojen suurentamiseksi ja siten lämmönsiirron suurentamiseksi ainakin sivukiilapinnoilla, jolloin tarkoituksenmukaisesti valitaan profiili, joka ei aseta virtausestettä alaspäin virtaavalle räjähdysaineelle.

Seuraavassa selitetään lähemmin keksintöä muine edullisine yksityiskohtineen kaavamaisesti esitetyn suoritusesimerkin yhteydessä. Piirustuksessa esittää: kuvio 1 räjähdysaineen sulatuslaitteen puoliksi leikattua sivu-kuvantoa kuvion 2 nuolen 1 suunnassa, kuvio 2 kuvion 1 laitteen pystysuoraa poikkileikkausta kuvion 1 nuolen 2 suunnassa nähtynä ja kuvio 3 leikkausta X kuviosta 1 suurennettuna esityksenä.

Kuvioissa esitetty räjähdysaineen nopeaa jatkuvaa sulattamista varten tarkoitettu laite on kokonaisuudessaan valmistettu ruostumattomasta jaloteräksestä. Se käsittää pohjaratkaisultaan neliönmuotoisen I! 66827 syöttölddtikon 1 sulattamatonta räjähdysainetta varten ja alapuolella olevan samoin neliönmuotoisen keruuammeen 2 sulatettua räjähdysainetta varten. Syöttölaatikko 1 ulottuu likimain puolella korkeudestaan keruuammeen 2 sisään, joka puolestaan on kaltevasta yläreunastaan 3 yhdistetty tiiviisti syöttölaatikon 1 ulkosivun kanssa. Kansi 4 sulkee syöttölaatikon. Keruuammessa 2 on kalteva pohja 5, jossa on liitos-laippa 6 syvimmässä kohdassa. Tälle voidaan sovittaa kuumennettava poistoputki 7 yhdessä sulatettua räjähdysainetta varten tarkoitetun poistoventtiilin 8 kanssa (esitetty ainoastaan kuviossa 2).

Keruuamme 2 on sulatetun räjähdysaineen välilliseksi kuumentamiseksi kuumennuskierukan 9 ympäröimä, joka käsittää syöttöputken 10 ja poisto-putken 11 ja johon syötetään kuumennusväliainetta, esim. vettä.

Syöttölaatikon 1 pohjan muodostaa sulatusarina 20, joka käsittää useita keskenään yhdensuuntaisia ja toisistaan erillään olevia, vaakasuuntaisia kuumennusruoteita 21. Jokainen keskenään samanlaisista kuu-mennusruoteista 21 on tehty suljetuksi putkeksi, jolla on kiilanmuo-toinen, pyöristetyn kärjen 22 ylöspäin osoittava poikkileikkaus, jonka kiilakulma kärjessä 22 on terävä kulma ja esim 30°. Kaikki kuumennus-ruoteet on molemmista päätysivuistaan suljettu tiiviisti suorakulmaisella päätylevyllä 23. Päätylevyihin 23 on kuhunkin hitsattu pystysuoraan päällekkäin kaksi tappia 24 ja 25, jotka kuumennusruoteiden pituussuunnassa ulkonevat ulospäin ja ei lähemmin esitetyllä tavalla työntyvät syöttölaatikon 1 pystysuoriin ohjausrakoihin. Päätylevyjen 23 mitat on valittu siten, että ne kuumennusruoteiden poikittaissuunnassa sivuilla sysäävät toisiaan vasten ja muodostavat siten sulatusrainan 20 jatkuvan päätypuolisen rajan. Tällöin on kuitenkin jokaisella kuumennus-ruoteella ohjauksen vuoksi tapeilla 24 ja 25 rajoitettu säätömahdolli-suus korkeudeltaan eli pystysuorassa suunnassa.

Jos kaikki kuumennusruoteet sijaitsevat samalla korkeudella, sysäävät ne toisiaan vasten poikkileikkauksena leveimmässä, pääty-levyjen 23 leveyden kanssa yhdenmukaisessa kohdassa, niin ettei kuumennusruoteiden väliin käytännöllisesti ottaen jää mitään välitilaa eli rakoa. Kuumennuselementtien kiilanmuotoisen poikkileikkauksen vuoksi voidaan kuitenkin näiden väliset raot saada aikaan ja suurentaa niitä τ~ --- 66827 leveydeltään, kun kulloinkin vierekkäisiä kuumennusruoteita säädetään korkeudeltaan toistensa suhteen, vertaa kuvio 3. Tämä tapahtuu sillä tavalla, että lähtien keskimmäisestä, kaikkia kuumennuselement-tejä 21 varten samasta korkeudesta, joka toista kuumennuselementtiä 21' nostetaan ja samanaikaisesti muita, viereisiä kuumennuselementtejä" vastaavasti lasketaan. Tätä varten käytetään vaakasuuntaan siirtyvää säätötankoa 26, joka sijaitsee syöttölaatikossa päätylevyjen 23 ja tappien 25 ohjaimen välissä ja jossa on vastakkaisesti taivutetut nokkaraot 27' ja vastaavasti 27", joiden läpi tapit 25 ulottuvat.

Kuvio 3 esittää koko laitetta asennossa, jossa kuumennusruoteet 21' on nokkarakojen 27' avulla nostettu korkeimpaan asentoon ja kuumennusruoteet 21" on nokkarakojen 27" avulla laskettu alimpaan asentoon. Tällöin on kuumennusruoteiden väliin syntyneillä raoilla 28 suurin laajuutensa, joka on noin 4 millimetriä.

Säätötanko sijaitsee myös kuumennusruoteiden toisella, piirustuksessa ei nähtävällä päätysivulla. Molempien säätötankojen yhteiseksi vaakasuuntaiseksi siirtämiseksi käytetään vipumekanismia 29, johon kuuluu useita säätöasentoja käsittävä lukituslaite 30.

Kuumennusruoteet 21 kuumennetaan sisältä kuumennusväliaineella, esim. vedellä, joka virtaa ulkoisen, poikittain kuumennusruoteisiin nähden suunnatun kokoamisputken 31 kautta ja poistuu samanalaisen koko-amisputken 32 kautta laitteen toisella sivulla. Molemmissa kokoamisput-kissa 31 ja 32 on laitteen sisustaan työntyviä haaroitusputkia 33, joiden kanssa kuumennuselementtien päätyliitännät 34 on yhdistetty lyhyisen, taipuisien letkukappaleiden välityksellä (ei esitetty), niin että kuumennusväliaine virtaa kuumennuselementtien läpi pituussuunnassa.

Käytössä tuodaan sulattamatonta räjähdysainetta syöttölaatik-koon 1, jossa se putoaa sulatusarinalle 20 ja muuttuu kuumennusruo-teilla 21 heti juoksevaksi sulatteeksi, joka virtaa rakojen 28 läpi kuumennettuun keruuammeeseen 2. Jos vipumekanismin 29 avulla suurennetaan kuumennusruoteiden välistä etäisyyttä ja vastaavasti rakojen 28 laajuutta, pääsee osa räjähdysaineesta sulamattomana rakojen 28 läpi räjähdysainesulatteeseen ja sulaa vasta siellä, mikä johtaa räjäh- 7 66827 dysainesulatteen alhaisempaan lämpötilaan. Haluttua lämpötilaa voidaan ohjata raon laajuutta säätämällä, ilman että sen vuoksi kuumennus-ruoteita varten tarkoitetun kuumennusväliaineen lämpötila muuttuu.

Mitä kovemmin sulattamaton räjähdysaine kuormittaa sul^cusarinaa, sitä suuremmaksi tulee sulatusteho, koska massanpaineen vaikutuksesta kiinteä räjähdysaine puristuu sulatusarinalla olevaan nestekalvoon ja siitä seuraa lämmönsiirtyrnisen paraneminen. Tätä vaikutusta voidaan kohottaa vielä aikaansaamalla alipaine sulatusrainan 20 alapuolelle, jota varten ainoastaan sulatusrainaan päin avoinainen keruuamme on reunastaan 3 varustettu alipainelähteen liitosputkella 15. Vaihtoehtoisesti voidaan sulattamatonta räjähdysainetta kuormittaa katkoviivoin esitetyllä männällä 16 syöttölaatikossa.

i l

Claims (10)

66827 8

1. Räjähdysaineen nopeaa jatkuvaa sulattamista varten tarkoitettu laite, joka käsittää syöttölaatikon sulattamatonta räjähdysainetta varten, syöttölaatikon alapuolella olevan keruuanuneen sulatettua räjähdysainetta varten ja syöttölaatikon pohjan muodostavan sulatus-rainan, joka käsittää useita yhdensuuntaisia ja toisistaan välin päässä olevia kuumennusruoteita, joita voidaan kuumentaa niiden sisällä virtaavan kuumennusväliaineen avulla ja joilla on kiilanmuotoinen, kärki ylöspäin oleva poikkileikkaus, tunnettu siitä, että kuumennusruoteiden (21) keskinäinen etäisyys on säädettävissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusruoteiden (21) välinen suurin säädettävä etäisyys on noin 4 millimetriä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kulloinkin vierekkäiset kuumennusruoteet (21' ja 21") ovat toisiinsa nähden korkeudeltaan säädettävissä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että korkeudeltaan säädettävät kuumennusruoteet (21' ja 21") tarttuvat päädyssä olevalla tapilla (25) yhteisen, vaakasuunnassa siirtyvän säätötangon (26) kaltevaan nokkarakoon (27) .

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusruoteet (21) ovat vaakasuunnassa siirrettävissä toisiinsa nähden.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusruoteet (21) on kytketty kokoon painettavaan ristikkoon.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusruoteet (21) on poikkileikkaukseltaan pyöristetty kärjestä (22).

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusruoteet (21) ovat profiloituja.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että keruuamme (2) on avonainen ainoastaan sulatus-arinalla (20) ja siinä on putkiyhde (15) alipainelähteeseen liittämistä varten.

10. Jonkin patenttivaatimuken 1-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että syöttölaatikossa (1) on mäntä (16) sulattamatto-man räjähdysaineen kuormittamiseksi. Il