RU2215719C2

RU2215719C2 - Device for preparation and introduction of fusible components in mixer

Info

Publication number: RU2215719C2
Application number: RU2001114113A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Гатаулин; Ю.В. Замахаев; Н.Г. Ибрагимов; Г.В. Куценко; И.Г. Санников
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: technology of preparation of ballistic powders. SUBSTANCE: proposed device has unit for delivery of compressed gas, housing with heating jacket, stirrer and spring-loaded valve-type injector located on bottom of housing also provided with heating jacket, nozzle, interrupter for closing outlet orifice of injector and circular passage for outlet of compressed gas to injector interrupter; baffle blades are provided in lower portion of interrupter over circumference. EFFECT: improved quality of components. 1 dwg

Description

Устройство может быть применено в промышленности для приготовления и ввода в смеситель компонентов, требующих предварительного расплавления, в том числе для ввода в смеситель (варочный котел) при перемешивании (варке) пороховой массы порохов баллиститного типа. The device can be used in industry for the preparation and introduction into the mixer of components that require preliminary melting, including for entering into the mixer (digester) while mixing (cooking) the powder mass of ballistic powder.

Устройство предназначено для приготовления плавких компонентов путем расплавления их и, при необходимости, перемешивания с жидким компонентом с последующим вводом в распыленном виде в смеситель (варочный котел). The device is intended for the preparation of fusible components by melting them and, if necessary, mixing with the liquid component, followed by spraying into a mixer (digester).

В настоящее время ввод компонентов порохов баллиститного типа в смеситель (варочный котел) производится путем слива компонентов из мерных бачков, как показано на фиг.177 с.310-311 книги "Взрывчатые вещества и пороха" М.А. Будников и др. М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1955. At present, the components of ballistic type gunpowder are introduced into the mixer (digester) by draining the components from the measuring tanks, as shown in Fig. 177 p.310-311 of the book "Explosives and gunpowder" M.A. Budnikov et al. M .: State Publishing House of the defense industry, 1955.

Так, например, в качестве одного из компонентов при варке порохов баллиститного типа является стеарат цинка, который плавится при температуре +119^oС, в то время как процесс варки идет при температуре 20-50^oС, что затрудняет распределение этого компонента при перемешивании в варочном котле из-за быстрого застывания. Другой трудностью при перемешивании вводимого плавкого элемента является невозможность обеспечения равномерности распределения этого компонента в объеме смеси из-за крайне малого процентного содержания (0,02-0,06)%. Некоторое улучшение процесса распределения плавкого компонента в смеси дает предварительное расплавление его в одном из термостойких компонентов смеси, например в индустриальном масле с модулем разбавления до 10.So, for example, zinc stearate, which melts at a temperature of +119 ^o С, is one of the components in the cooking of ballistic-type powders, while the cooking process proceeds at a temperature of 20-50 ^o С, which complicates the distribution of this component with stirring digester due to quick solidification. Another difficulty in mixing the introduced fusible element is the inability to ensure uniform distribution of this component in the volume of the mixture due to the extremely low percentage (0.02-0.06)%. Some improvement of the distribution process of the fusible component in the mixture gives its preliminary melting in one of the heat-resistant components of the mixture, for example, in industrial oil with a dilution module of up to 10.

Однако, как показывает опыт работы завода им. С.М. Кирова г. Перми, даже это мероприятие не исключает получение брака при варке пороховой массы по неоднородности состава. However, as the experience of the plant them. CM. Kirov, Perm, even this event does not exclude marriage during the cooking of the powder mass due to the heterogeneity of the composition.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является устройство приготовления и ввода плавких компонентов баллиститного пороха в варочный котел (смеситель), содержащее корпус с рубашкой обогрева и устройство для подачи сжатого газа (Смирнов Л.А. Оборудование для производства баллиститных порохов по шнековой технологии и зарядов из них. М., 1997, с.55-56). The closest analogue of the present invention is a device for the preparation and input of fusible components of ballistic powder into a digester (mixer) containing a housing with a heating jacket and a device for supplying compressed gas (L. Smirnov, Equipment for the production of ballistic gunpowder by screw technology and charges from them M., 1997, p. 55-56).

Однако пороховая масса, изготавливаемая в этом устройстве, также неоднородна. However, the powder mass produced in this device is also heterogeneous.

Наиболее перспективным для улучшения введения плавкого компонентов в варочный котел является предварительное распыление его с созданием мелкодисперсных частиц и распределения этих частиц по всей поверхности пороховой массы в варочном котле с одновременным перемешиванием массы мешалками. The most promising way to improve the introduction of fusible components into the digester is its preliminary atomization with the creation of fine particles and the distribution of these particles over the entire surface of the powder mass in the digester while stirring the mass with stirrers.

Это условие можно выполнить применением форсунки для ввода плавкого компонента. This condition can be fulfilled by using a nozzle to introduce a fusible component.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в разработке устройства для приготовления и ввода плавких компонентов порохов баллиститного типа в смеситель для получения в нем качественной смеси компонентов, в том числе при температуре перемешивания ниже температуры плавления этих компонентов. The technical problem to be solved by the claimed invention is directed, is to develop a device for preparing and introducing fusible components of ballistic powder into a mixer to obtain a high-quality mixture of components in it, including at a mixing temperature below the melting temperature of these components.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении равномерно распределенной подачи расплава компонента в смеситель. The technical result obtained as a result of the implementation of the invention is to provide a uniformly distributed supply of the melt of the component to the mixer.

Для достижения указанного результата предлагается использовать устройство для приготовления и ввода плавких компонентов порохов баллиститного типа в смеситель, содержащее корпус с рубашкой обогрева и устройство для подачи сжатого газа. Корпус снабжен крышкой, на которой закреплена мешалка, и расположенной на дне корпуса пружинно-клапанной форсункой с рубашкой обогрева, соплом, прерывателем для перекрытия выходного отверстия форсунки и кольцевым каналом для выхода сжатого газа на прерыватель форсунки, в нижней части прерывателя по окружности выполнены отбойные лопатки с наклоном к вертикальной оси форсунки под углом до 30^oС, при этом устройство для подачи сжатого газа выполнено с возможностью одновременной подачи сжатого газа в полость корпуса и в кольцевой канал, а подача сжатого газа в кольцевой канал предусмотрена по трубопроводу через полость рубашки обогрева корпуса.To achieve this result, it is proposed to use a device for preparing and introducing fusible components of ballistic type gunpowder into a mixer containing a housing with a heating jacket and a device for supplying compressed gas. The casing is equipped with a cover on which the mixer is fixed, and a spring-valve nozzle with a heating jacket located on the bottom of the casing, a nozzle, a chopper for blocking the nozzle outlet and an annular channel for compressed gas to exit the nozzle chopper, jack blades are made around the circumference of the chopper with an inclination to the vertical axis of the nozzle at an angle of up to 30 ^o C, while the device for supplying compressed gas is configured to simultaneously supply compressed gas to the cavity of the housing and the annular channel, and the supply of compressed gas to the annular channel is provided through a pipeline through the cavity of the housing heating jacket.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже. Устройство содержит корпус 1 с рубашкой обогрева 2; к крышке корпуса крепится мешалка 3 с приводом 4. На нижней части корпуса установлена пружинно-клапанная форсунка, содержащая корпус 5, прерыватель 6, пружину 7, гайку 8, регулировочные прокладки 9. Корпус форсунки снабжен рубашкой обогрева 10. При этом прерыватель 6, при отсутствии давления в корпусе 1, перекрывает выходное отверстие форсунки, т. е. сама форсунка, служит донным клапаном. К нижней части прерывателя прикреплены отбойные лопатки 14 с наклоном к вертикальной оси форсунки 0. . .30^o. Устройство для подачи сжатого газа состоит из регулятора давления 11, трубопровода подачи газа в корпус 1 устройства и соединенный с ним трубопровод 12 подачи сжатого газа на сопло форсунки. При этом трубопровод 12 проходит внутри рубашки обогрева 2, корпуса 5 форсунки и соединяется с кольцевым каналом 13 в нижней части корпуса форсунки. По окружности нижней части прерывателя форсунки выполнены отбойные лопатки 14 с наклоном к вертикальной оси форсунки в пределах 0...30^o. Отбойные лопатки выполнены из прочного, но пластичного материала, например сталь 10, сталь 12Х18Н10Т, что позволяет отгибать их в заданном диапазоне углов в обе стороны от вертикальной оси. Устройство может быть закреплено на крышке смесителя 15 в месте, где факел распыляемого компонента максимально попадает на зеркало (поверхность) перемешиваемого состава.The proposed device is shown in the drawing. The device comprises a housing 1 with a heating jacket 2; a stirrer 3 with a drive 4 is attached to the housing cover. A spring-valve nozzle is installed on the lower part of the housing, comprising a housing 5, a breaker 6, a spring 7, a nut 8, shims 9. The nozzle body is equipped with a heating jacket 10. At the same time, the chopper 6 the absence of pressure in the housing 1, closes the outlet of the nozzle, i.e., the nozzle itself, serves as a bottom valve. Fender blades 14 are attached to the bottom of the chopper with an inclination to the vertical axis of nozzle 0. .30 ^o . A device for supplying compressed gas consists of a pressure regulator 11, a pipeline for supplying gas to the device body 1 and a pipe 12 for supplying compressed gas to the nozzle nozzle connected to it. In this case, the pipeline 12 passes inside the heating jacket 2, the nozzle body 5 and is connected to the annular channel 13 in the lower part of the nozzle body. Around the circumference of the lower part of the nozzle interrupter, jack blades 14 are made with an inclination to the vertical axis of the nozzle in the range 0 ... 30 ^o . The jack blades are made of a strong but plastic material, for example steel 10, steel 12X18H10T, which allows them to be bent in a given range of angles on both sides of the vertical axis. The device can be mounted on the lid of the mixer 15 in the place where the torch of the sprayed component reaches the maximum on the mirror (surface) of the mixed composition.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В корпус 1 устройства загружается компонент для плавления. В случае необходимости, при очень малом проценте этого компонента, в корпус предварительно заливается один из жидких компонентов состава, приготавливаемого в смесителе. В рубашки 2 и 10 подается теплоноситель с заданной температурой. Для ускорения процесса теплообмена включается привод 4 мешалки 3. По окончании процесса плавления в трубопроводы устройства для подачи сжатого газа подается давление, настроенное на требуемую величину регулятором 11. Сжатый газ поступает в верхнюю часть корпуса 1. При превышении давления расплава на прерыватель 6 форсунки, давления поджима прерывателя к корпусу 5 форсунки, создаваемого пружиной 7, прерыватель опускается вниз, создавая круговую щель для выхода расплава. Максимальная толщина выходящей пленки жидкости устанавливается с помощью регулировочных прокладок 9. Максимальный распыл выходящей жидкости достигается подачей сжатого газа на прерыватель 6 из кольцевого канала 13, выполненного в нижней части корпуса форсунки, кроме того, подача сжатого газа смягчает характер пульсаций при работе форсунки. Трубопровод подачи сжатого газа к форсунке проходит через рубашку обогрева 2 корпуса 1, в результате чего газ нагревается. Этим снижается степень охлаждения происходящего от быстрого расширения сжатого газа на выходе. С целью максимального уменьшения "мертвой" зоны внутри конуса факела форсунки на нижней части прерывателя выполнены отбойные лопатки, регулировкой наклона которых можно устранить "мертвую" зону при подаче компонента на зеркало перемешиваемого состава в смесителе. The operation of the device is as follows. A component for melting is loaded into the housing 1 of the device. If necessary, with a very small percentage of this component, one of the liquid components of the composition prepared in the mixer is pre-poured into the housing. In shirts 2 and 10, a coolant with a given temperature is supplied. To accelerate the heat transfer process, the drive 4 of the mixer 3 is turned on. At the end of the melting process, the pressure adjusted to the required value by the regulator 11 is supplied to the pipelines of the compressed gas supply device. Compressed gas enters the upper part of the housing 1. When the melt pressure exceeds the nozzle interrupter 6, pressing the chopper to the body 5 of the nozzle created by the spring 7, the chopper drops down, creating a circular slit for the exit of the melt. The maximum thickness of the outgoing liquid film is set using shims 9. The maximum distribution of the outgoing liquid is achieved by supplying compressed gas to the interrupter 6 from the annular channel 13 made in the lower part of the nozzle body; in addition, the supply of compressed gas softens the nature of the pulsations during the operation of the nozzle. The pipeline for supplying compressed gas to the nozzle passes through the heating jacket 2 of the housing 1, as a result of which the gas is heated. This reduces the degree of cooling resulting from the rapid expansion of the compressed gas at the outlet. In order to minimize the "dead" zone inside the nozzle plume cone, fenders are made on the lower part of the interrupter, adjusting the slope of which can eliminate the "dead" zone when the component is fed to the mirror of the mixed composition in the mixer.

Преимуществом указанного устройства является сочетание в нем достоинств пневматических и пружинно-клапанных форсунок; возможность регулирования параметров распыла жидкости в широком диапазоне за счет регулировки: давления подаваемого сжатого газа, давления для раскрытия форсунки путем изменения давления пружины, толщины выходящего слоя жидкости путем подбора регулировочных прокладок. The advantage of this device is the combination of the advantages of pneumatic and spring-valve nozzles; the ability to control the parameters of the liquid spray in a wide range by adjusting: the pressure of the supplied compressed gas, the pressure to open the nozzle by changing the pressure of the spring, the thickness of the outgoing liquid layer by selecting adjusting gaskets.

Указанное устройство обеспечивает равномерную подачу расплава компонента в смеситель по всей поверхности перемешиваемого состава в виде мелкодисперсных частиц, что позволяет обеспечивать равномерное распределение добавок, доля которых в объеме состава невелика, в том числе в условиях, когда температура перемешивания ниже точки плавления компонента. Кроме того, подача сжатого воздуха через канал 13 на прерыватель 6 смягчает характер пульсации подачи расплава в смеситель. The specified device provides a uniform supply of the melt of the component to the mixer over the entire surface of the mixed composition in the form of fine particles, which ensures uniform distribution of additives, the proportion of which in the volume of the composition is small, including under conditions when the mixing temperature is below the melting point of the component. In addition, the supply of compressed air through the channel 13 to the interrupter 6 softens the nature of the pulsation of the melt supply to the mixer.

Claims

A device for preparing and introducing fusible components of ballistic type gunpowder into the mixer, comprising a housing with a heating jacket and a device for supplying compressed gas, characterized in that the housing is equipped with a lid on which the mixer is mounted and a spring-valve nozzle with a heating jacket located at the bottom of the housing , a nozzle, a chopper for blocking the nozzle outlet and an annular channel for the compressed gas to exit to the nozzle chopper, at the bottom of the chopper there are round blades with SG to the vertical nozzle axis at an angle of up to 30 ^o C, the apparatus for supplying pressurized gas is adapted to simultaneous supply of pressurized gas into the cavity of the housing and into the annular channel, and the supply of compressed gas into the annular channel is provided through conduit through the body cavity heating jacket.