RU2179164C1

RU2179164C1 - Apparatus for manufacture of industrial explosives

Info

Publication number: RU2179164C1
Application number: RU2001102553A
Authority: RU
Inventors: В.Х. Кантор; А.Г. Потапов; В.В. Фалько; Р.А. Текунова
Original assignee: Научно-техническая фирма "Взрывтехнология"
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-02-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: apparatus has dosing unit, mixing unit and ready product packaging unit. Dosing unit has dosing vessels for solid and liquid components. Mixing unit has drum-type cyclic mixer. Mixer hopper is made in the form of rotary drum composed of upper and lower truncated cones interconnected through cylinder. Each of upper cone inner surface and cylinder inner surface is provided with three equally spaced plates separated from shell by 8-15 mm distance and arranged at an angle of 30-45 deg to drum axis. Plates on upper cone and cylinder are offset by 60 deg one relative to another. Ready product packaging unit has feeding unloading hopper, measuring vessels joined to hopper, and gagging inserts equipped with slide valves. Apparatus of such construction is used for manufacture of industrial explosives on the base of powdered, granulated and liquid components, which may be introduced in any suitable order. EFFECT: wider operational capabilities and simplified operation and maintenance. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области производства промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) на основе порошкообразных, гранулированных и жидких компонентов и может найти применение в горнодобывающей промышленности для изготовления ПВВ как на местах ведения взрывных работ, так и в условиях изготовления ПВВ на заводах-изготовителях взрывчатых веществ (ВВ). The invention relates to the production of industrial explosives (explosives) based on powdered, granular and liquid components and can be used in the mining industry for the manufacture of explosives both in the field of blasting and in the manufacture of explosives in factories producing explosives (explosives )

Технология приготовления гранулированных ПВВ весьма проста - она сводится к механическому перемешиванию твердой и жидкой фаз. Технологическая схема изготовления таких ПВВ определяется видом оборудования, применяемого для подготовки, дозирования, смешения компонентов и упаковки готового продукта. The technology for preparing granulated PVV is very simple - it boils down to mechanical mixing of the solid and liquid phases. The technological scheme for the manufacture of such PVC is determined by the type of equipment used for the preparation, dosing, mixing of components and packaging of the finished product.

Известно производство гранулированных двухкомпонентных ВВ таких, как игданит на основе гранулированной аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта на установках УИ-1(2), ИСИ-11 циклического и непрерывного действия, в смесительно-зарядных машинах, например, МЗС-1М, где смешение аммиачной селитры с дизельным топливом осуществляется в шнеко-смесительной камере. Недостатками названных установок является невозможность изготовления многокомпонентных систем. Кроме того, такие смесители не могут обеспечить безопасность изготовления промышленных ВВ, содержащих в своем составе вещества, обладающие повышенной чувствительностью к механическим воздействиям (пороха, ВВ). It is known to produce granular two-component explosives such as igdanite based on granular ammonium nitrate and liquid petroleum products at the UI-1 (2), ISI-11 units of cyclic and continuous action, in mixing and charging machines, for example, MZS-1M, where ammonium nitrate is mixed with diesel fuel is carried out in a screw mixing chamber. The disadvantages of these installations is the inability to manufacture multicomponent systems. In addition, such mixers cannot ensure the safety of the manufacture of industrial explosives containing in their composition substances with increased sensitivity to mechanical stress (gunpowder, explosives).

Известен способ получения взрывчатых смесей и устройство для его осуществления (пат. России N 2111941), которое включает емкости для твердых и жидких компонентов, смеситель с рассеивающей поверхностью и устройство подачи жидкой фазы. В поток твердых частиц на верхнем уровне вводится только дизельное топливо, а на нижнем - только водомасляная эмульсия. Известен способ диффузионно-поточного изготовления простейших взрывчатых смесей (пат. России N 2105951), заключающийся в непрерывной подаче исходных компонентов из бункера через калибровочные выпускные отверстия на поверхность движущегося ленточного транспортера в форме слоевого потока. При этом происходит диффузионное проникновение частиц верхнего слоя в нижний и образуется первичная смесь заданного состава. При свободном падении слоевого потока с транспортера в поток вводится жидкая фаза, превращая его в простейшую взрывчатую смесь с заданным стехиометрическим соотношением компонентов. A known method of producing explosive mixtures and a device for its implementation (US Pat. Russia N 2111941), which includes containers for solid and liquid components, a mixer with a scattering surface and a liquid phase supply device. Only diesel fuel is introduced into the solid particle stream at the upper level, and only a water-oil emulsion at the lower level. A known method of diffusion-line production of simple explosive mixtures (US Pat. Russia N 2105951), which consists in the continuous supply of the starting components from the hopper through the calibration outlet to the surface of the moving belt conveyor in the form of a layer flow. In this case, diffusion penetration of particles of the upper layer into the lower layer occurs and a primary mixture of a given composition is formed. With the free fall of the layered stream from the conveyor, a liquid phase is introduced into the stream, turning it into a simple explosive mixture with a given stoichiometric ratio of components.

Недостатками данных установок является низкая степень перемешивания, особенно при изготовлении трех и более компонентных взрывчатых смесей, содержащих в качестве твердой фазы ингредиенты разной плотности и степени измельчения. Кроме того, нельзя изменить порядок ввода жидкой и твердой фаз: жидкая фаза вводится или одновременно с твердой фазой или после предварительного смешения ингредиентов твердой фазы. The disadvantages of these installations is the low degree of mixing, especially in the manufacture of three or more component explosive mixtures containing as a solid phase ingredients of different densities and degrees of grinding. In addition, you cannot change the order of input of the liquid and solid phases: the liquid phase is introduced either simultaneously with the solid phase or after preliminary mixing of the ingredients of the solid phase.

Известны установки для изготовления гранулированных ВВ таких, как игданит, в которых смешение компонентов осуществляется в смесителях барабанного типа - установка "Миксэнол" фирмы "Нитро Нобель" (Швеция) ("Механизация взрывных работ"/ Под редакцией А.М.Бейсабаева и др. М., Недра, 1992). Конический барабан смесителя названной установки выполнен из нержавеющей стали и имеет три радиальных ряда лопаток, смонтированных на корпусе барабана. Барабан смонтирован на станине, оснащенной специальным устройством для регулирования частоты вращения, и может быть закреплен под определенным углом для обеспечения загрузки и выгрузки. Смеситель приводится в действие пневмодвигателем, или гидравлическим, или электрическим двигателем. Названная установка принята за прототип. Недостатком установки "Миксэнол" является сложность и неудобство чистки и ремонта его из-за конструктивных особенностей смесителя. Known installations for the manufacture of granular explosives such as igdanite, in which the mixing of components is carried out in drum mixers - installation "Mixenol" company "Nitro Nobel" (Sweden) ("Mechanization of blasting" / Edited by A.M. Beisabaeva and others. M., Nedra, 1992). The conical drum of the mixer of the named installation is made of stainless steel and has three radial rows of blades mounted on the drum body. The drum is mounted on a bed equipped with a special device for controlling the speed of rotation, and can be fixed at a certain angle to ensure loading and unloading. The mixer is driven by a pneumatic motor, or a hydraulic or electric motor. The named installation is adopted as a prototype. The disadvantage of the installation "Mixenol" is the complexity and inconvenience of cleaning and repairing it due to the design features of the mixer.

Технической задачей изобретения является создание установки для изготовления многокомпонентных ПВВ с улучшенными технико-экономическими показателями за счет интенсификации процесса смешения, оптимизации конструкции перемешивающего органа, улучшения санитарно-гигиенических условий работы обслуживающего персонала, расширения технологических схем производства ПВВ. An object of the invention is to provide an installation for the manufacture of multicomponent PVV with improved technical and economic indicators due to the intensification of the mixing process, optimization of the design of the mixing body, improving the sanitary and hygienic conditions of the staff, expansion of technological schemes for the production of PVV.

Необходимо учитывать, что в настоящее время для производства ПВВ используются порошкообразные, гранулированные, чешуйчатые и кристаллические компоненты, значительно отличающиеся по удельному весу (1,5-7,5 г/см³), например торф и металлическое горючее; размеру частиц (0,004-4 мм), например микросферы перлитового песка, алюминиевая пудра и гранулотол, а массовое соотношение компонентов в составе ПВВ весьма различно.It must be borne in mind that currently, for the production of PVV, powdered, granular, flake and crystalline components are used, significantly differing in specific gravity (1.5-7.5 g / cm ³ ), for example, peat and metallic fuel; particle size (0.004-4 mm), for example, microspheres of perlite sand, aluminum powder and granulotol, and the mass ratio of the components in the composition of the PVV is very different.

Поставленная задача решена созданием установки для изготовления ПВВ, в которой дополнительно установлены емкости-дозаторы для ввода трех и более сыпучих и жидких компонентов; барабан-смеситель циклического действия выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных цилиндром, и снабжен по внутренней поверхности верхнего конуса и цилиндра тремя пластинами, установленными под углом 30-45^o к оси барабана-смесителя, равноотстоящими друг от друга (через 120^o) с зазором 8-15 мм от его корпуса, пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60^o, а узел разгрузки выполнен в виде приемного разгрузочного бункера, соединенных с ним мерных емкостей и сменных калибровочных вставок, оснащенных шиберами, что обеспечивает возможность формировать навеску массы ВВ единичной транспортной упаковки с высокой точностью с учетом насыпной плотности ВВ.The problem is solved by creating an installation for the manufacture of PVV, in which additionally installed metering tanks for the introduction of three or more bulk and liquid components; the drum-mixer of cyclic action is made in the form of two truncated cones connected by a cylinder, and is equipped on the inner surface of the upper cone and cylinder with three plates installed at an angle of 30-45 ^o to the axis of the drum-mixer, equally spaced from each other (after 120 ^o ) a gap of 8-15 mm from its body, the plates of the upper cone and the cylinder are offset relative to each other by 60 ^o , and the unloading unit is made in the form of a receiving unloading hopper, measuring tanks connected to it and replaceable calibration inserts equipped with gates, which makes it possible to form a weight sample of explosives of a single transport packaging with high accuracy, taking into account the bulk density of explosives.

На фиг. 1 изображена установка для изготовления промышленных взрывчатых веществ, включающая узел дозирования компонентов А, узел смешения Б, узел разгрузки продукта В. Узел дозирования А включает емкости-дозаторы для твердых и жидких компонентов ПВВ. Узел смешения Б включает: 2 - барабан-смеситель, 3 - траверсу, 4 - редуктор, 5 - электродвигатель, 6 - раму, 7 - механизм опрокидывания, 8 - выносной пульт управления, 9 - кнопочный пульт управления. Для фиксации барабана-смесителя предусмотрено запорное устройство. Аппаратура управления электродвигателем барабана-смесителя размещена в выносном электрошкафу с настенным креплением. Предусмотрено также дублирование управления барабана-смесителя непосредственно с рабочего места с помощью кнопочного поста типа КУ-92 во взрывозащищенном исполнении. Узел разгрузки продукта В включает: 10 - приемный разгрузочный бункер, 11 - мерную емкость, 12 - сменную калибровочную вставку, 13 - шибер (верхний ии нижний), 14 - оправку для закрепления упаковки, 15 - единичную транспортную упаковку. In FIG. 1 shows an installation for the manufacture of industrial explosives, including a metering unit for components A, a mixing unit B, an unloading unit for product B. Dosing unit A includes metering tanks for solid and liquid PVV components. Mixing unit B includes: 2 - a drum mixer, 3 - a traverse, 4 - a reducer, 5 - an electric motor, 6 - a frame, 7 - a tipping mechanism, 8 - a remote control, 9 - a button control panel. A locking device is provided for fixing the mixer drum. The control equipment for the electric motor of the drum-mixer is located in a remote control cabinet with wall mounting. There is also a duplication of control of the drum mixer directly from the workplace using a button post of the KU-92 type in an explosion-proof design. The product B unloading unit includes: 10 - receiving unloading hopper, 11 - measured capacity, 12 - replaceable calibration insert, 13 - gate (upper and lower), 14 - mandrel for securing the package, 15 - single transport packaging.

На фиг. 2 представлена предлагаемая конструкция барабана-смесителя. In FIG. 2 shows the proposed design of the mixer drum.

Барабан-смеситель выполнен в виде верхнего 16 и нижнего 17 усеченных конусов, соединенных между собой цилиндром 18. На внутренней поверхности верхнего конуса и цилиндра установлены по три пластины 19 с зазором 8-15 мм от их корпусов, равноотстоящие друг от друга (через 120^o) под углом 30-45^o к оси барабана-смесителя. Пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60^o. Пластины крепятся к поверхности барабана-смесителя болтами или сваркой. Размер пластин, установленных в верхнем конусе, 80х400х2 мм, в цилиндре - 80х150х2 мм. Барабан-смеситель и его внутренние детали выполнены из нержавеющей стали, например, хромоникелевой.The mixer drum is made in the form of upper 16 and lower 17 truncated cones, interconnected by a cylinder 18. On the inner surface of the upper cone and cylinder, three plates 19 are installed with a gap of 8-15 mm from their bodies, equally spaced from each other (after 120 ^o ) at an angle of 30-45 ^o to the axis of the drum mixer. The plates of the upper cone and cylinder are offset relative to each other by 60 ^o . The plates are attached to the surface of the mixer drum by bolts or welding. The size of the plates installed in the upper cone is 80x400x2 mm, in the cylinder - 80x150x2 mm. The mixer drum and its internal parts are made of stainless steel, for example, nickel-chromium.

Оптимальное расположение пластин авторами установлено экспериментально. Угол наклона пластин, равный 30-45^o к оси барабана-смесителя, обеспечивает максимальную интенсивность перемешивания компонентов. При этом наибольшая равномерность распределения компонентов в готовом ВВ получена при условии смещения пластин 19 верхнего конуса 16 и цилиндра 18 относительно друг друга на 60^o (см. фиг. 2). Установка пластин от корпуса с зазором 8-15 мм позволяет осуществить равномерность смешения компонентов по всему объему барабана смесителя и исключает налипание компонентов на стенки корпуса и пластин.The optimal arrangement of the plates by the authors was established experimentally. The angle of inclination of the plates, equal to 30-45 ^o to the axis of the drum-mixer, provides maximum intensity of mixing of the components. Moreover, the greatest uniformity of the distribution of components in the finished explosive is obtained provided that the plates 19 of the upper cone 16 and the cylinder 18 are displaced by 60 ^° relative to each other (see Fig. 2). The installation of plates from the housing with a gap of 8-15 mm allows for uniform mixing of the components throughout the volume of the mixer drum and eliminates the buildup of components on the walls of the housing and plates.

Установка работает следующим образом (фиг. 1). С помощью механизма опрокидывания 7 барабан-смеситель 2 устанавливают на требуемый угол, например 30^o, и в соответствии с рецептурой ПВВ и регламентом техпроцесса осуществляют загрузку компонентов из емкостей-дозаторов 1, после чего с выносного пульта 8 или кнопочного поста управления 9 включают привод вращения барабана-смесителя 5 через редуктор 4. Частота вращения барабана-смесителя 20-40 мин^-1. Время смешения 5-15 мин в зависимости от компонентного состава и порядка ввода компонентов. Угол наклона барабана-смесителя изменяется от 0 до 125^o. Выгрузку готовой продукции осуществляют путем опрокидывания барабана-смесителя в крайнее нижнее положение при включенном приводе вращения до полного его освобождения в приемный разгрузочный бункер 10. Из приемного разгрузочного бункера масса ВВ при открытом верхнем шибере 13 поступает в мерную емкость 11 и калибровочную вставку 12. Таким образом формируется масса ВВ единичной транспортной упаковки. Мерная емкость 11 рассчитана на единичную транспортную упаковку, например 40 кг, при максимально возможной насыпной плотности ВВ. При изготовлении ПВВ другой (меньшей) насыпной плотности навеска (40 кг) корректируется калибровочной вставкой 12, являющейся сменной. Сформированная таким способом в мерной емкости и калибровочной вставке навеска через нижний шибер 13 поступает в транспортную тару, например в многослойный бумажный мешок с полиэтиленовым мешком-вкладышем 15, закрепленным на держателе 14.The installation works as follows (Fig. 1). Using the tilting mechanism 7, the drum-mixer 2 is set to the required angle, for example, 30 ^° , and in accordance with the recipe of the water supply and the technical process regulations, components are loaded from the metering tanks 1, after which the rotation drive is turned on from the remote control 8 or push-button control station 9 the drum-mixer 5 through the gear 4. The rotation frequency of the drum-mixer 20-40 min ^-1 . Mixing time 5-15 minutes depending on the composition and order of input components. The angle of inclination of the drum mixer varies from 0 to 125 ^o . The finished product is unloaded by tipping the mixer drum to its lowest position with the rotation drive turned on until it is completely released into the receiving unloading hopper 10. From the receiving unloading hopper, the mass of explosives with the open upper gate 13 enters the measuring tank 11 and the calibration insert 12. Thus the mass of explosives of a single transport package is formed. Measured tank 11 is designed for a single transport packaging, for example 40 kg, at the maximum possible bulk density of explosives. In the manufacture of PVV other (lower) bulk density, the sample (40 kg) is adjusted by the calibration insert 12, which is replaceable. Formed in this way in the measuring container and the calibration insert, the sample through the lower gate 13 enters the transport container, for example, in a multilayer paper bag with a polyethylene bag-liner 15, mounted on the holder 14.

При вращении барабан-смесителя с установленными в нем пластинами смешиваемый материал подвергается перемещению по сложной траектории за счет воздействия на него сил трения по боковой поверхности барабана-смесителя и пластин и сил гравитации, что приводит в конечном счете к интенсивному перемешиванию. Предлагаемая конструкция барабана-смесителя предотвращает образование застойных зон, расслаивание компонентов и позволяет получать высокое качество смешения. Кроме того, такая конструкция барабана-смесителя облегчает и упрощает чистку оборудования, т.к. не образуется налипание и скопление компонентов смеси на внутренних элементах барабана-смесителя. During rotation of the drum mixer with the plates installed in it, the mixed material is moved along a complex path due to the influence of friction forces on it along the side surface of the mixer drum and the plates and gravity forces, which ultimately leads to intensive mixing. The proposed design of the mixer drum prevents the formation of stagnant zones, delamination of the components and allows to obtain high quality mixing. In addition, this design of the mixer drum facilitates and simplifies equipment cleaning, as no sticking and accumulation of mixture components on the internal elements of the mixer drum is formed.

Установка дополнительных емкостей-дозаторов позволяет изготавливать ПВВ, содержащие более трех компонентов, и осуществлять любой порядок ввода компонентов при изготовлении многокомпонентных взрывчатых смесей, например ввод аммиачной селитры, омасливание ее дизельным топливом при перемешивании, опудривание мелкодисперсным компонентом (микросферами, торфом и др.) с последующим смешением с другими гранулированными компонентами (гранулотолом, чешуйчатым тротилом и др.). The installation of additional dispensing tanks allows the production of explosive substances containing more than three components, and any order of component input in the manufacture of multicomponent explosive mixtures, for example, the injection of ammonium nitrate, oiling it with diesel fuel while stirring, dusting with a finely dispersed component (microspheres, peat, etc.) with subsequent mixing with other granular components (granulotol, scaly TNT, etc.).

Конструкции разгрузочного бункера с мерной и калибровочной емкостями позволяют пр изготовлении ПВВ с различной насыпной плотностью формировать единичную транспортную упаковку с высокой точностью. The design of the discharge hopper with measuring and calibration containers allows the manufacture of PVV with different bulk density to form a single transport packaging with high accuracy.

Предлагаемая установка по изготовлению ПВВ характеризуется высокой безопасностью, надежностью и простотой конструкции и может быть смонтирована как в заводских условиях, так и на специализированных пунктах изготовления ВВ предприятий, ведущих взрывные работы. Установка обеспечивает производительность по готовому продукту 500-1000 кг/ч. С использованием предлагаемой установки изготовлено и поставлено потребителю 100 т взрывчатого вещества на основе гранулированной аммиачной селитры, гранулированного тротила и дизельного топлива; 200 т взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, торфа и дизельного топлива. При изготовлении указанных взрывчатых веществ по согласованию с потребителем использовали аммиачную селитру различной плотности, в том числе гранулированную плотную с насыпной плотностью 0,96 г/см³, пористую гранулированную селитру с насыпной плотностью 0,76 м/см³ и их смесь в различном соотношении. При этом качество изготовленных ВВ, а также масса транспортной упаковки соответствовали требованиям нормативно-технической документации.The proposed installation for the manufacture of PVV is characterized by high safety, reliability and simplicity of design and can be mounted both in the factory and at specialized points for the manufacture of explosives of enterprises conducting blasting operations. The installation provides a finished product productivity of 500-1000 kg / h. Using the proposed installation, 100 tons of explosive based on granular ammonium nitrate, granulated TNT and diesel fuel were manufactured and delivered to the consumer; 200 tons of explosives based on ammonium nitrate, peat and diesel fuel. In the manufacture of these explosives, in agreement with the consumer, ammonium nitrate of various densities was used, including granular dense nitrate with a bulk density of 0.96 g / cm ³ , porous granular nitrate with a bulk density of 0.76 m / cm ³ and their mixture in various ratios . At the same time, the quality of the explosives manufactured, as well as the mass of the transport packaging, met the requirements of normative and technical documentation.

Claims

1. Installation for the manufacture of industrial explosives, including dosing tanks for introducing ammonium nitrate and diesel fuel, a drum-mixer of cyclic action, an unloading unit, characterized in that the drum-mixer is made in the form of two truncated cones connected by a cylinder and equipped with the inner surfaces of the upper cone and cylinder are equally spaced from each other by three rectangular plates mounted at an angle of 30-45 ^o to the axis of the drum-mixer with a gap of 8-15 mm from its body, and the upper plate the onus and the cylinder are offset relative to each other by 60 ^o , and the unloading unit is made in the form of a receiving unloading hopper, measuring tanks connected to it and replaceable calibration inserts equipped with gates.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it further comprises dispensing containers for introducing bulk and liquid components.