RU124588U1

RU124588U1 - EMULSION PRODUCTION MACHINE FOR EMULSION EXPLOSIVES

Info

Publication number: RU124588U1
Application number: RU2012116799/05U
Authority: RU
Inventors: Виталий Павлович Куприн; Николай Васильевич Савченко; Дмитрий Владимирович Киященко; Иван Данилович Сергиенко; Сергей Анатольевич Дзюбенко; Раиль Хафизович Рахимов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Укрвзрывтехнология"
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-02-10
Also published as: UA69553U

Abstract

1. Аппарат получения эмульсии для эмульсионного взрывчатого вещества, включающий цилиндрический корпус, форсунку для введения раствора окислителя, входную трубу для топливной фазы и выпускное отверстие для эмульсии, отличающийся тем, что форсунка для введения раствора окислителя тангенциально вмонтирована в стенку корпуса, входная труба для топливной фазы закреплена на одном торце корпуса и имеет распределительное устройство с отверстиями, к другому торцу корпуса присоединен клапанный механизм, содержащий цилиндрический корпус, клапан, седло клапана с отверстиями для прохода эмульсии, возвратную пружину, направляющую втулку с регулирующим винтом, при этом седло клапана установлено внутри корпуса аппарата и соединено с распределительным устройством топливной фазы посредством коаксиального стержня, а выпускное отверстие для эмульсии размещено в стенке корпуса клапанного механизма.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что корпуса аппарата и клапанного механизма соединены с помощью фланцев.1. The apparatus for producing an emulsion for an emulsion explosive, including a cylindrical body, an injector for introducing an oxidizing agent solution, an inlet pipe for the fuel phase and an outlet for emulsions, characterized in that the nozzle for introducing an oxidizing agent solution is tangentially mounted in the wall of the housing, an inlet pipe for fuel phase is fixed on one end of the housing and has a switchgear with holes, to the other end of the housing is attached a valve mechanism comprising a cylindrical housing, a valve en, a valve seat with holes for the passage of the emulsion, a return spring, a guide sleeve with an adjusting screw, while the valve seat is installed inside the apparatus body and connected to the fuel phase switchgear via a coaxial rod, and the outlet for the emulsion is placed in the wall of the valve mechanism body. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the housing of the apparatus and the valve mechanism are connected using flanges.

Description

Полезная модель относится к области технологии получения эмульсий, в частности к устройствам для смешения компонентов, и может быть использовано для приготовления высокодисперсных эмульсий для эмульсионных взрывчатых веществ.The utility model relates to the field of technology for producing emulsions, in particular to devices for mixing components, and can be used to prepare highly dispersed emulsions for emulsion explosives.

Эмульсии для взрывчатых веществ представляют собой обратные эмульсии типа «вода в масле», в которых в качестве дисперсной фазы преимущественно используют водные растворы нитрата аммония, а также его смеси с нитратами щелочных и щелочноземельных металлов, а дисперсионную среду образуют преимущественно продукты переработки нефти, минеральные масла, воск, парафины в чистом виде или в виде их смеси. Для получения эмульсионных взрывчатых веществ с низкой чувствительностью к механическим воздействиям и высокой чувствительностью к инициирующему импульсу необходимо использовать качественные эмульсии с высокой дисперсностью и устойчивостью к расслоению.Emulsions for explosives are water-in-oil inverse emulsions, in which aqueous solutions of ammonium nitrate and its mixtures with alkali and alkaline earth metal nitrates are predominantly used as the dispersed phase, and oil products and mineral oils form the dispersion medium , wax, paraffins in pure form or as a mixture thereof. To obtain emulsion explosives with low sensitivity to mechanical stress and high sensitivity to the initiating pulse, it is necessary to use high-quality emulsions with high dispersion and resistance to delamination.

Известен аппарат получения эмульсий для эмульсионных взрывчатых веществ, описанный в патенте США №4911770 [МПК B01F 3/08; С06В 21/00; С06В 47/14, опубл. 27.03.1990], являющийся наиболее близким из числа известных к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату. Он включает цилиндрический корпус, форсунку для введения раствора окислителя, входную трубу для топливной фазы и выпускное отверстие для эмульсии. В указанном аппарате форсунка для введения раствора окислителя и выпускное отверстие для эмульсии центрально размещены в крышках на противоположных торцах цилиндрического корпуса, а входная труба для топливной фазы - в стенке цилиндрического корпуса. В форсунке поток раствора окислителя приобретает скорости, обеспечивающие дробление жидкости на мелкие капли и их распространение в виде факела, а подачу топливной фазы осуществляют напрямую из входной трубы. Благодаря этому происходит смешение и диспергирование компонентов эмульсии. Степень распыления и, следовательно, размер капельки раствора окислителя определяется выбором соответствующей форсунки. Продавливанием полученной смеси через выпускное отверстие получают эмульсию необходимой вязкости.A known device for producing emulsions for emulsion explosives, described in US patent No. 4911770 [IPC B01F 3/08; C06B 21/00; C06B 47/14, publ. 03/27/1990], which is the closest among those known to the claimed technical solution in terms of technical nature and the achieved result. It includes a cylindrical body, an nozzle for introducing an oxidizing solution, an inlet pipe for the fuel phase and an outlet for the emulsion. In the specified apparatus, the nozzle for introducing the oxidizing agent solution and the outlet for the emulsion are centrally located in the caps at the opposite ends of the cylindrical body, and the inlet pipe for the fuel phase is located in the wall of the cylindrical body. In the nozzle, the flow of the oxidizing agent solution acquires speeds that ensure the crushing of the liquid into small droplets and their distribution in the form of a torch, and the fuel phase is supplied directly from the inlet pipe. Due to this, the mixing and dispersion of the components of the emulsion. The degree of atomization and, consequently, the droplet size of the oxidizing agent solution is determined by the selection of the appropriate nozzle. By forcing the mixture through an outlet, an emulsion of the required viscosity is obtained.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- необходимость смены форсунки для достижения нужной степени распыления потока раствора окислителя;- the need to change the nozzle to achieve the desired degree of atomization of the oxidizer solution stream;

- неравномерное распределение топливной фазы во всем объеме раствора окислителя, т.к. ее подача осуществляется напрямую одной струей из входной трубы и тем самым не обеспечивается высокая степень однородности и высокое качество смеси;- uneven distribution of the fuel phase in the entire volume of the oxidizer solution, because its supply is carried out directly by a single jet from the inlet pipe and thereby does not provide a high degree of uniformity and high quality of the mixture;

- невозможность регулирования вязкости получаемой эмульсии без изменения размера выпускного отверстия для эмульсии.- the inability to control the viscosity of the resulting emulsion without changing the size of the outlet for the emulsion.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в интенсификации процесса перемешивания и повышении качества эмульсии за счет равномерной подачи компонентов смеси в зону смешения с возможностью регулирования вязкости получаемой эмульсии.The problem to which the claimed technical solution is directed is to intensify the mixing process and improve the quality of the emulsion by uniformly supplying the mixture components to the mixing zone with the possibility of regulating the viscosity of the resulting emulsion.

Поставленная задача решается тем, что в аппарате получения эмульсии для эмульсионного взрывчатого вещества, включающем цилиндрический корпус, форсунку для введения раствора окислителя, входную трубу для топливной фазы и выпускное отверстие для эмульсии, согласно полезной модели, форсунка для введения раствора окислителя тангенциально вмонтирована в стенку корпуса, входная труба для топливной фазы закреплена на одном торце корпуса и имеет распределительное устройство с отверстиями, к другому торцу корпуса присоединен клапанный механизм, содержащий цилиндрический корпус, клапан, седло клапана с отверстиями для прохода эмульсии, возвратную пружину, направляющую втулку с регулирующим винтом, при этом седло клапана установлено внутри корпуса аппарата и соединено с распределительным устройством топливной фазы посредством коаксиального стержня, а выпускное отверстие для эмульсии размещено в стенке корпуса клапанного механизма. При этом корпуса аппарата и клапанного механизма соединены с помощью фланцев.The problem is solved in that in the apparatus for producing an emulsion for an emulsion explosive, including a cylindrical body, an nozzle for introducing an oxidizer solution, an inlet pipe for the fuel phase and an outlet for emulsion, according to a utility model, the nozzle for introducing an oxidizer solution is tangentially mounted in the wall of the housing , the inlet pipe for the fuel phase is mounted on one end of the housing and has a switchgear with holes, a valve mechanism is attached to the other end of the housing an ism comprising a cylindrical body, a valve, a valve seat with openings for the passage of the emulsion, a return spring, a guide sleeve with an adjusting screw, while the valve seat is installed inside the apparatus body and connected to the fuel phase switchgear via a coaxial rod, and the outlet for the emulsion is placed in the wall of the valve body. In this case, the apparatus and valve mechanism are connected using flanges.

Благодаря тому, что форсунка тангенциально вмонтирована в стенку корпуса поток раствора окислителя со скоростью 6÷35 м/с тангенциально вылетает из сопла форсунки в виде мельчайших частичек и в кольцевом пространстве, образованном корпусом аппарата и коаксиально расположенным стержнем, приобретает сильное вращательное движение, обеспечивающее максимальное сдвиговое напряжение и максимально равномерное распределение компонентов эмульсии. Степень распыления потока раствора окислителя можно регулировать скоростью подачи раствора окислителя и при этом интенсифицируется процесс смешения топливной фазы с окислителем.Due to the fact that the nozzle is tangentially mounted in the wall of the casing, the flow of the oxidizing agent solution at a speed of 6 ÷ 35 m / s tangentially flies out of the nozzle nozzle in the form of the smallest particles and in the annular space formed by the casing of the apparatus and the coaxially located rod acquires a strong rotational movement, providing maximum shear stress and the most uniform distribution of the components of the emulsion. The degree of atomization of the flow of the oxidizing agent solution can be controlled by the feed rate of the oxidizing agent solution, and the process of mixing the fuel phase with the oxidizing agent is intensified.

Входная труба для топливной фазы имеет распределительное устройство с отверстиями, что позволяет достигать равномерного распределения топливной фазы во всем объеме раствора окислителя и, тем самым, обеспечивается высокая степень однородности и высокое качество смеси.The inlet pipe for the fuel phase has a distribution device with openings, which allows to achieve uniform distribution of the fuel phase in the entire volume of the oxidizing agent solution, and thus, a high degree of uniformity and high quality of the mixture is ensured.

Клапанный механизм, через который продавливается полученная смесь, позволяет регулировать напряжение сдвига смеси и, следовательно, вязкость получаемой эмульсии посредством изменения степени сжатия пружины регулирующим винтом.The valve mechanism through which the resulting mixture is pressed allows you to adjust the shear stress of the mixture and, consequently, the viscosity of the resulting emulsion by changing the compression ratio of the spring with the adjusting screw.

Техническая сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 представлена схема аппарата получения эмульсий для эмульсионных взрывчатых веществ; на фиг.2 - сечение I-I на фиг.1. Стрелками указано направление движения раствора окислителя (РО) и топливной фазы (ТФ).The technical essence of the claimed utility model is illustrated by the drawings: figure 1 shows a diagram of an apparatus for producing emulsions for emulsion explosives; figure 2 is a section I-I in figure 1. The arrows indicate the direction of motion of the oxidizing agent (PO) solution and the fuel phase (TF).

Заявляемый аппарат получения эмульсий для эмульсионных взрывчатых веществ включает цилиндрический корпус 1, форсунку 2 для введения раствора окислителя, тангенциально вмонтированную в стенку корпуса 1, входную трубу 3 для топливной фазы, закрепленную на одном торце корпуса 1 и имеющую распределительное устройство 4 с отверстиями 5, клапанный механизм, содержащий цилиндрический корпус 6, клапан 7, седло 8 клапана 7 с отверстиями 9 для прохода эмульсии, установленное внутри корпуса 1 и соединенное с распределительным устройством 4 топливной фазы посредством коаксиального стержня 10, возвратную пружину 11, поджимающую клапан 7 к седлу 8, и размещенную в направляющей втулке 12 с регулирующим винтом 13, выпускное отверстие 14 для эмульсии, размещенное в стенке корпуса 6 клапанного механизма. При этом корпуса 1 и 6 соответственно аппарата и клапанного механизма соединены с помощью фланцев 15.The inventive apparatus for producing emulsions for emulsion explosives includes a cylindrical housing 1, a nozzle 2 for introducing an oxidizing solution, tangentially mounted in the wall of the housing 1, an inlet pipe 3 for the fuel phase, mounted on one end of the housing 1 and having a switchgear 4 with holes 5, a valve a mechanism comprising a cylindrical housing 6, a valve 7, a seat 8 of a valve 7 with openings 9 for passage of an emulsion, mounted inside the housing 1 and connected to the switchgear 4 of the fuel phase s through a coaxial rod 10, a return spring 11, a pressing valve 7 to the seat 8, and placed in the guide sleeve 12 with the adjusting screw 13, the outlet for emulsion 14, located in the wall of the housing 6 of the valve mechanism. In this case, the housing 1 and 6, respectively, of the apparatus and the valve mechanism are connected using flanges 15.

Заявляемый аппарат получения эмульсий для эмульсионных взрывчатых веществ работает следующим образом.The inventive apparatus for producing emulsions for emulsion explosives works as follows.

Сначала через отверстие 5 распределительного устройства 4 входной трубы 3 в течение 1-2 секунд подают топливную фазу. Затем через форсунку 2 раствор окислителя вводят тангенциально в кольцевое пространство, образованное корпусом 1 аппарата и его коаксиальным стержнем 10. При этом поток раствора окислителя со скоростью 6÷35 м/с тангенциально вылетает из сопла форсунки в виде мельчайших частичек и приобретает сильное вращательное движение, обеспечивающее максимальное сдвиговое напряжение и максимально равномерное распределение компонентов эмульсии. Моментально образуется обратная эмульсия, которая, пройдя через отверстия 9 в седле 8, давит на клапан 7, отжимая его от седла 8, и эмульсия, пройдя через образованную щель, получает дополнительное сдвиговое напряжение и поступает в корпус 6 клапанного механизма, а затем выгружается через выпускное отверстие 14. Степень сжатия пружины регулируют винтом 13.First, through the hole 5 of the switchgear 4 of the inlet pipe 3, a fuel phase is supplied for 1-2 seconds. Then, through the nozzle 2, the oxidizer solution is introduced tangentially into the annular space formed by the apparatus body 1 and its coaxial rod 10. The flow of the oxidizer solution at a speed of 6 ÷ 35 m / s tangentially flies out of the nozzle nozzle in the form of tiny particles and acquires a strong rotational motion, providing maximum shear stress and the most uniform distribution of emulsion components. An inverse emulsion is instantly formed, which, passing through the holes 9 in the seat 8, presses on the valve 7, squeezing it from the seat 8, and the emulsion, passing through the formed gap, receives additional shear stress and enters the valve body 6, and then unloads through outlet 14. The compression ratio of the spring is regulated by a screw 13.

Испытания заявляемого аппарата получения эмульсий для эмульсионных взрывчатых веществ проводили, изменяя скорость подачи раствора окислителя от 6,4 до 28,4 м/с (диаметр сопла форсунки - от 4,2 до 8 мм) и нагрузке на клапан от 0 до 50 кг. Вязкость определяли на вискозиметре «Brookfield» шпиндель №7 при 20 об/мин, устойчивость эмульсии к расслоению, которая оценивается величиной электрической емкости [Колганов Е.В., Соснин В.А. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества. - 1-я книга (Составы и свойства) - Дзержинск. Нижегородская обл., изд-во ГосНИИ «Кристалл», 2009. - с.288], на приборе «Измеритель RCL Е7».Tests of the inventive apparatus for producing emulsions for emulsion explosives were carried out by changing the feed rate of the oxidizing agent solution from 6.4 to 28.4 m / s (nozzle nozzle diameter from 4.2 to 8 mm) and the valve load from 0 to 50 kg. The viscosity was determined on a Brookfield viscometer spindle No. 7 at 20 rpm, the resistance of the emulsion to delamination, which is estimated by the value of the electric capacitance [Kolganov E.V., Sosnin V.A. Emulsion industrial explosives. - 1st book (Compositions and properties) - Dzerzhinsk. Nizhny Novgorod region, publishing house of the State Research Institute "Crystal", 2009. - p.288], on the instrument "RCL E7 Meter".

В качестве раствора окислителя использовали водные растворы смеси аммиачной и кальциевой селитр. В качестве топливной фазы использовали смеси масла индустриального, ПАВ и нефтепродуктов. Соотношение компонентов эмульсии соответствует нулевому кислородному балансу.As an oxidizing agent solution, aqueous solutions of a mixture of ammonia and calcium nitrate were used. A mixture of industrial oil, surfactant and oil products was used as the fuel phase. The ratio of the components of the emulsion corresponds to a zero oxygen balance.

Результаты испытаний приведены в таблице.The test results are shown in the table.

ТаблицаTable №п/пNo. Скорость подачи раствора окислителя, м/сOxidant solution feed rate, m / s Нагрузка на клапан, кгValve load kg Вязкость эмульсии при t=26°С, спзThe viscosity of the emulsion at t = 26 ° C, SPZ Электрическая емкость, пФElectric capacitance, pF 1one 28,3628.36 00 9820098200 164164 22 26,3526.35 00 9120091200 120120 33 23,0923.09 00 8780087800 144144 4four 23,0923.09 3333 109000109,000 125125 55 26,3526.35 3333 115600115600 117117 66 28,3728.37 3333 118400118400 108108 77 28,4028.40 50fifty 130600130600 110110 88 26,2726.27 50fifty 128000128,000 122122 99 23,0923.09 50fifty 126600126600 130130 1010 28,5428.54 50fifty Больше 1000000More than 1,000,000 6666 11eleven 6,46.4 00 4920049200 --

Таким образом, внесение конструктивных изменений позволяет интенсифицировать процесс перемешивания за счет тангенциального ввода распыленного окислителя, равномерной подачи компонентов смеси в зону смешения и повысить качество эмульсии с возможностью регулирования ее вязкости.Thus, the introduction of structural changes makes it possible to intensify the mixing process due to the tangential introduction of a sprayed oxidizing agent, uniform supply of the mixture components to the mixing zone and to improve the quality of the emulsion with the possibility of regulating its viscosity.

Claims

1. The apparatus for producing an emulsion for an emulsion explosive, including a cylindrical body, an injector for introducing an oxidizing agent solution, an inlet pipe for the fuel phase and an outlet for emulsions, characterized in that the nozzle for introducing an oxidizing agent solution is tangentially mounted in the wall of the housing, an inlet pipe for fuel phase is fixed on one end of the housing and has a switchgear with holes, to the other end of the housing is attached a valve mechanism comprising a cylindrical housing, a valve en, a valve seat with openings for the passage of the emulsion, a return spring, a guide sleeve with an adjusting screw, while the valve seat is installed inside the apparatus body and connected to the fuel phase switchgear via a coaxial rod, and the outlet for the emulsion is placed in the wall of the valve mechanism body.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the housing of the apparatus and the valve mechanism are connected using flanges.