NO146860B - Smelteapparat for spregnstoff - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et apparat til hurtig/ kontinuerlig smelting av sprengstoff, omfattende en innføringskasse for det usmeltede sprengstoff, et mottagningstrau .for det smeltede sprengstoff under innfkringskassen og en smelterist som danner bunnen i innføringskassen og har flere parallelle og på avstand fra hverandre stående oppvarmningsribber som kan varmes opp av et i ribbenes indre strømmende oppvarmningsmiddel og har et kileformet tverrsnitt med spissen pekende oppover.

Et slikt apparat tjener til den første smelting av fast sprengstoff som f.eks. foreligger i form av granulat, skjell eller små stykker, spesielt trinitrotolulen eller blandinger av trinitrotolulen og heksogen, trinitrotolulen og ammoniumnitrat eller trinitrotolulen, heksogen og aluminium. Det ikke-smeltede sprengstoff synker fra innføringskassen ned på smelteristen, hvor det ved berøring med de innenfra oppvarmede oppvarmningsribber går over i smelte og drypper ned gjennom spaltene mellom de på avstand fra hverandre stående oppvarmningsribber ned i det utenfra indirekte oppvarmede mottagningstrau. Fra mottagningstrauet kan det smeltede sprengstoff bearbeides enten direkte, f.eks. ved innstøpning i ammunisjonslegemer, eller også underkastes en ytterligere bearbeiding, f.eks. i en smelte- og tempereringskjele hvor smelteoperasjonen fortsettes under tilførsel av ytterligere faste bestanddeler og smeiten bringes på nøyaktig støpetemperatur.

Alle smelteapparater for sprengstoff er underkastet strenge sikkerhetsbestemmelser. Således er temperaturforskjellen mellom oppvarmningsmiddelets temperatur og sprengstoffets smeltetemperatur begrenset til en relativt lav maksimal verdi på bare noen få

°C. Av denne grunn kan smelteytelsen av det innledningsvis nevnte apparat ikke økes rett og slett ved økning av temperaturen av oppvarmningsmiddelet i oppvarmningsribbene. Ofte er smelteytelsen også begrenset av at den dannede smelte bare må ha en bestemt

maksimaltemperatur, noe som nettopp ved sprengs tof f blandinger, som har en forholdsvis lav smeltevarme, bare kan sikres ved anvendelse av et oppvarmningsmedium hvis temperatur ligger under sikkerhets-grensen. Apparatet arbeider imidlertid da ikke med den teoretisk maksimalt mulige smelteytelse.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utforme

det innledningsvis nevnte smelteapparat slik at en bestemt temperatur av sprengstoffsmeiten kan overholdes ved de forskjelligste sprengstoffer som skal bearbeides, uten reduksjon av den maksimale smelteytelse under overholdelse av sikkerhetsforskriftene. •Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved at den innbyrdes avstand mellom oppvarmningsribbene i smelteristen og dermed lysåpningen av spaltene mellom oppvarmningsribbene ef innstillbar.

Apparatet ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å gå bort.fra

en arbeidsmåte hvor alt det sprengstoff som tilføres smelteristen, bestandig går over i smelte ved oppvarmningsxibbene og temperaturen av den dannede sprengstoffsmelte dermed tvangsmessig ligger i nærheten av temperaturen av oppvarmningsmiddelet. Tvertimot er det med apparatet ifølge oppfinnelsen mulig å senke temperaturen av smeiten rett og slett ved å øke avstanden mellom oppvarmningsribbene. Ved økning av avstanden vil nemlig en bestemt andel ikke smeltet sprengstoff falle ned gjennom spaltene mellom oppvarmningsribbene. Denne andel smelter først i den allerede dannede sprengstoffsmelte

og avkjøler denne, idet den tar den nødvendige smeltevarme fra smeiten. Jo større avstand mellom oppvarmningsribbene, desto større andel gjennomstrømmende ikke-smeltet sprengstoff og desto lavere temperatur på sprengstoffsmeiten. Innstillbarheten av avstanden er altså et enkelt middel til nøyaktig innstilling av en bestemt temperatur av sprengstoffsmeiten. Da der i denne forbindelse ikke er nødvendig med noen endring av temperaturen av oppvarmningsmiddelet, blir altså den maksimalt mulige smelteytelse alltid beholdt ved apparatet ifølge oppfinnelsen.

Størrelsen av den avstand som skal innstilles for en bestemt temperatur av smeiten, retter seg hovedsakelig etter den spesifikke smeltevarme av det foreliggende sprengstoff og etter formen og størrelsen som det faste sprengstoff foreligger i. Grovere sprengstoff krever naturligvis en større avstand for at en bestemt andel skal falle igjennom mellom oppvarmningsribbene uten å smelte på disse.

En forholdsvis lav smeltevarme krever likeledes en forholdsvis stor avstand for å kompensere den lave smeltevarme ved økning av den ikke-smeltede andel. På denne måte får man for de innledningsvis nevnte sprengstoffer og sprengstoffblandinger og under iakttagelse av de vanlige sikkerhetsforskrifter alltid en innbyrdes avstand av oppvarmningsribbene på et bestemt antall millimeter. Den maksimalt innstillbare* avstand utgjør hensiktsmessig ca. 4 mm. Naturligvis skal avstanden ved apparatet ifølge oppfinnelsen også kunne gjøres så liten at man i visse tilfeller ikke behøver å gi avkall på den arbeidsmåte hvor alt sprengstoffet går over i smelte på selve oppvarmningsribbene. Tilsammen er det på denne måte sikret en universal anvendelse av apparatet ifølge oppfinnelsen for alle arter av sprengstoff og for et bredt område av ønskede eller tillatelige temperaturer på sprengstoffsmeiten.

Ved en foretrukket utførelsesform for det nye apparat blir endringen i lysåpningen av spaltene mellom oppvarmningsribbene oppnådd ved at naboribber kan innstilles i høyden i forhold til hinannen. Sammen med høydeinnstillingen foregår der også en endring av spaltebredden pga. oppvarmningsribbenes kileformede tverrsnitt. Hensiktsmessig har oppvarmningsribbene for høydeinnstilling endetapper som står i inngrep med skråttstilte kulisser i en felles horisontalt forskyvbar innstillingsstang som f.eks. kan innstilles for hånd.

Det er tilstrekkelig om annenhver oppvarmningsribbe er innstillbar

i høyden. For oppnåelse av en særlig lav byggehøyde av smelteristen vil man imidlertid fortrinnsvis benytte en høydeinnstilling av alle oppvarmningsribber, nærmere bestemt i motsatte retninger for to naboribber.

I en annen utførelsesform blir endringen i spaltebredden oppnådd ved at oppvarmningsribbene kan forskyves i forhold til hverandre i horisontalretningen, noe som best oppnås ved hjelp av et saksegitter som oppvarmningsribbene er koblet til.

For oppnåelse av høye smelteytelser har det vist seg at

det trykk som det faste sprengstoff hviler på de skråttstilte sideflater av oppvarmningsribbene med, bør være størst mulig. Dette oppnås på enklest mulig måte som følge av vekten av selve det usmeltede sprengstoff, og til dette formål blir innføringskassen fylt til et tilsvarende høyt nivå. Hvis byggehøyden av innførings-kassen ikke er tilstrekkelig, kan den oventil gå direkte over i en forrådssilo for sprengstoff. Det er også mulig å forbinde innførings-kassen med en på avstand anordnet forrådssilo via et tilførselsrør.

Alternativt eller i tillegg kan en trykkøkning mot oppvarmningsribbene oppnås ved at undersiden av smelteristen utsettes for et undertrykk, idet mottagningstrauet bare er åpent ved smelteristen og har en stuss for tilkobling til en undertrykkskilde. Dermed kan også de oppstående damper etc. suges bort, selv

om man naturligvis vil velge undertrykket høyere enn hva som ville ha vært tilfelle dersom bare dampene skulle suges bort.

Endelig er det til trykkøkning også mulig i innføringskassen å anvende et stempel som ytterligere belaster det ikke-smeltede

sprengstoff..

Oppvarmningsribbene er spesielt ved spissene eller toppene som vender mot det ikke-smeltede sprengstoff, tilbøyelige til å bli avkjølt til under smeltetemperaturen for sprengstoffet med den ubehagelige følge at der her dannes sprengstoffbelegg. Dette fenomen kan effektivt motvirkes ved en avrunding av oppvarmningsribbene ved spissene. Dessuten kan oppvarmningsribbene være profilert i det minste på de kileformede sideflater for økning av den virksomme flate og dermed varmeovergangen, idet der hensiktsmessig velges et profil som ikke skaffer noen strømningsmotstand for det nedad-strømmende sprengstoff.

I det følgende vil oppfinnelsen med ytterligere fordelaktige detaljer bli beskrevet under henvisning til et skjematisk vist utførelseseksempel.

Fig. 1 viser et oppriss, delvis i snitt, av et apparat til

smelting av sprengstoff sett i retningen for pilen 1 på fig. 2.

Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom apparatet på fig. 1 sett

1 retningen for pilen 2 på fig. 1.

Fig. 3 viser utsnittet X på fig. 1 i større målestokk.

Det på figuren viste apparat til rask kontinuerlig smelting av sprengstoff er i sin helhet fremstilt av rustfritt edelstål. Det omfatter en i grunnriss kvadratisk innføringskasse 1 for usmeltet sprengstoff og under denne et likeledes kvadratisk mottagningstrau 2 for det smeltede sprengstoff. Omtrent halve høyden av innførings-kassen 1 rager ned i mottagningstrauet som på sin side er tett forbundet med yttersiden av innføringskassen 1 ved en skråttstilt øvre kant 3. Et deksel 4 lukker innføringskassen. Mottagningstrauet 2 har en skråttstilt bunn 5 med en tilkoblingsflens 6 på det laveste sted. Her kan der anbringes en oppvarmet avløpsstuss 7 sammen med en avløpsventil 8 (bare vist på fig. 2) for det smeltede sprengstoff. For indirekte oppvarmning av det smeltede sprengstoff er mottagningstrauet 2 omgitt av en varmekveil 9 for sirkulasjon av et oppvarmningsmiddel, f.eks. vann, som tilføres gjennom et

tilførselsrør 10 og føres ut gjennom et avløpsrør 11.

Bunnen av innføringskassen 1 dannes av en smelterist 20 som omfatter flere innbyrdes parallelle og på avstand fra hverandre stående horisontale oppvarmningsribber 21. Hver av de innbyrdes like oppvarmingsribber 21 er utformet som et lukket rør som har et kileformet tverrsnitt med en oppadvendende avrundet spiss 22. Kile-vinkelen ved spissen 22 er spiss, og vinkelen er f.eks. 30°. Alle oppvarmningsribber er ved begge ender tett lukket ved hjelp av en rektangulær endeplate 23. I endeplaten 23 er der loddrett over hinannen innsveiset to tapper 24, 25 som rager ut i lengderetningen for oppvarmningsribbene og på ikke nærmere vist måte står i inngrep med loddrette føringsslisser i innføringskassen 1. Dimensjonene av endeplatene 23 er slik valgt at de ligger an mot hinannen i oppvarmningsribbenes tverretning og således danner en sammenhengende endeveis begrensning av smelteristen 20. I denne forbindelse har imidlertid hver oppvarmningsribbe som følge av føringen på tappene 24 og 25 en begrenset innstillingsmulighet i høyden, dvs. loddrett.

Når alle oppvarmningsribber befinner seg på samme nivå, ligger de på tverrsnittets bredeste sted som er like bredt som endeplatene 24, sideveis an mot hverandre, slik at der mellom oppvarmningsribbene praktisk talt ikke blir noen spalte. Som følge av det kileformede tverrsnitt av oppvarmningselementene, kan der imidlertid fås spalter mellom disse, og disse spalter kan økes i bredde ved at nabo-oppvarmningsribber innstilles i høyden i forhold til hverandre som vist på fig. 3. Dette finner sted på den måte at annethvert oppvarmningselement 21' løftes fra et midlere nivå som er det samme for alle oppvarmningselementer 21, mens de øvrige mellomliggende oppvarmningselementer 21" senkes. Til dette formål tjener en horisontalt forskyvbar innstillingsstang 26 som ligger mellom endeplatene 23 og føringen for tappene 25 i innføringskassen og har tappslisser eller kulisser 27" resp. 27" som skråner i motsatte retninger, og som tappene 25 rager gjennom. Fig. 3 viser hele anordningen i den stilling hvor oppvarmningsribbene 21" er løftet til den høyeste stilling ved hjelp av kulissene 27', mens oppvarmningsribbene 21" er senket til den laveste stilling ved hjelp av kulissene 27". Den på denne måte dannede spalte 28 mellom oppvarmningsribbene vil da ha sin største bredde på ca. 4 mm.

En innstillingsstang befinner seg også på den andre på tegningen ikke viste side av oppvarmningsribbene. En stangmekanisme 29 tjener til felles horisontal forskyvning av begge innstillingsstenger. Til stangmekanismen 29 hører der en låseinnretning 30 med en rekke låsestiIlinger.

Oppvarmningsribbene 21 oppvarmes innvendig av et oppvarmningsmiddel, f.eks. vann, som tilføres via et ytre samlerør 31 som strekker seg på tvers av oppvarmningsribbene og føres bort gjennom et lignende samlerør 32 på den andre siden av apparatet. Begge samlerør 31 og 32 har grenrør 33 som strekker seg inn i det indre av apparatet og er forbundet med endetilkoblinger 34 på oppvarmningselementene via korte, fleksible slangestykker (ikke vist), slik at oppvarmningselementene kan gjennomstrømmes av oppvarmningsmiddel i lengderetningen.

Under drift blir ikke-smeltet sprengstoff fylt inn i innførings-kassen 1, hvor det faller ned på smelteristen 20 og ved oppvarmningsribbene 21 straks går over i flytende smelte som strømmer gjennom spaltene 28 og ned i det oppvarmede mottagningstrau 2. Hvis avstanden mellom oppvarmningsribbene resp. bredden av spaltene 28 økes ved hjelp av stangmekanismen 29, vil en del av sprengstoffet gå gjennom spaltene 28 uten å smeltes og først bli smeltet i spreng-stoffsmelten i mottagningstrauet, noe som fører til en lavere temperatur av sprengstoffsmeiten. Den ønskede temperatur kan reguleres ved innstilling av spaltebredden uten at temperaturen av oppvarmningsmiddelet i oppvarmningsribbene endres.

Jo høyere skikt av ikke-smeltet sprengstoff som hviler på smelteristen, desto høyere blir smelteytelsen, da det faste sprengstoff som følge av trykket av den overliggende masse presses inn i væskefilmen på smelteristen, hvorved der fås en bedring av varmeovergangen. Denne virkning kan økes ved utøvelse av et undertrykk under smelteristen 20, og til dette formål kan mottagningstrauet, som bare er åpent mot smelteristen, ved kanten 3 være forsynt med en tilkoblingsstuss 15 for en undertrykkskilde. Alternativt kan det ikke-smeltede sprengstoff være belastet i innføringskassen ved hjelp av et stempel 16 som er vist stiplet på fig. 1.

Claims (10)

1. Apparat til hurtig, kontinuerlig smelting av sprengstoff, omfattende en innfkringskasse for det usmeltede sprengstoff, et mottagningstrau for det smeltede sprengstoff under innføringskassen og en smelterist som danner bunnen i innføringskassen og har flere parallelle og på avstand fra hverandre stående oppvarmningsribber som kan varmes opp av et i ribbenes indre strømmende oppvarmningsmiddel og har et kileformet tverrsnitt med spissen pekende oppover, karakterisert ved at den innbyrdes avstand melloii; oppvarmningsribbene (21) er innstillbar.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at den maksimalt innstillbare avstand mellom oppvarmningsribbene (21) er 4 mm.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at naboribber (21', 21") kan innstilles i høyden i forhold til hinannen.

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at de i høyden innstillbare oppvarmningsribber (21' og 21") med en endetapp (25) står i inngrep med en skråstilt kulisse (27) i en felles horisontalt forskyvbar innstillingsstang (26).

5. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at oppvarmningsribbene (21) kan forskyves horisontalt mot hverandre.

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at oppvarmningsribbene (21) er forbundet med et saksegitter.

7. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at oppvarmningsribbene (21) i tverrsnitt er avrundet ved spissen (22).

8. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at oppvarmningsribbene (21) er profilert.

9. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at mottagningstrauet (2) bare er åpent ved smelteristen (20) og har en stuss (15) for tilkobling til en undertrykkskilde.

10. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at innføringskassen (1) har et stempel (16) til belastning av det usmeltede sprengstoff.