RU2245312C1

RU2245312C1 - Method of mixing components of explosives and molding articles from them

Info

Publication number: RU2245312C1
Application number: RU2003126090/02A
Authority: RU
Inventors: А.П. Талалаев (RU); А.П. Талалаев; Г.В. Куценко (RU); Г.В. Куценко; Р.Ф. Салахов (RU); Р.Ф. Салахов; И.Г. Гатаулин (RU); И.Г. Гатаулин; Ю.В. Замахаев (RU); Ю.В. Замахаев; А.И. Овчинников (RU); А.И. Овчинников; А.М. Кранидов (RU); А.М. Кранидов
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-01-27
Also published as: RU2003126090A

Abstract

FIELD: mixing components of explosives and molding articles from them.

SUBSTANCE: proposed method includes proportioning of viscous-flow components by means of variable-capacity pump and weighing of powder-like components by means of feeder provided with adjustable drive. Synchronous proportioning of components is achieved through control of rotational speed of feeder and pump drives. Compound is mixed at simultaneous circulation in preliminary mixer for 10-30 min, after which vacuum is formed in vacuum mixer and compound is taken into vacuum mixer where articles are molded by discharge of compound from mixers to loads on drives exceeding the loads of idling by 5-10%.

EFFECT: enhanced safety of mixing; improved quality of articles by their solidity.

1 dwg, 2 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к области смешения взрывчатых составов и формования из них изделий, а конкретно к технологии смешения компонентов и формования изделий методом литья под давлением с применением двухкаскадного смесителя непрерывного действия. Способ может быть применен при создании технологических процессов приготовления смеси компонентов взрывчатых составов, содержащих аналогично пластмассам отверждаемые полимеры и наполнители.The invention relates to the field of mixing explosive compositions and molding products from them, and specifically to a technology for mixing components and molding products by injection molding using a two-stage continuous mixer. The method can be used to create technological processes for preparing a mixture of components of explosive compositions containing, like plastics, curable polymers and fillers.

Анализом отечественной и зарубежной литературы установлено, что известен способ изготовления заряда из смесевого твердого топлива (патент США №3296043), предусматривающий непрерывную подачу компонентов в смеситель, их смешение, вакуумирование топливной массы и формование заряда методом литья под давлением.An analysis of domestic and foreign literature found that there is a known method of manufacturing a charge from mixed solid fuel (US patent No. 3296043), which provides for the continuous supply of components to the mixer, mixing them, evacuating the fuel mass and molding the charge by injection molding.

А также известен способ изготовления заряда смесевого твердого ракетного топлива (патент РФ №2198864), который взят авторами в качестве прототипа, предусматривающий синхронное порционное дозирование порошкообразных и жидковязких компонентов в смеситель-приставку по автономным линиям, перемешивание в смесителях непрерывного действия - смесителе-приставке, предварительном смесителе, вакуумном смесителе и формование заряда при дистанционном контроле загрузки смесителей.And also there is a known method of manufacturing a charge of mixed solid rocket fuel (RF patent No. 2198864), which is taken by the authors as a prototype, providing for simultaneous portioned dosing of powdered and liquid-viscous components in a prefix mixer along autonomous lines, mixing in continuous mixers - a prefix mixer, pre-mixer, vacuum mixer and charge shaping with remote control of mixers loading.

В данном способе порошкообразные компоненты подают из накопителя шлюзовым затвором в порционный весовой дозатор, дозируют порциями 4-14 кг с интервалом 20-60 с.In this method, the powdered components are fed from the drive with a lock gate to a batch weighing batcher, dosed in portions of 4-14 kg with an interval of 20-60 s.

Сглаживают пульсации потока, для чего порошкообразные компоненты непрерывно просеивают через сепаратор и транспортируют шнеком в смеситель-приставку. По соответствующим автономным линиям синхронно подаче порошкообразных компонентов в смесителе - приставку порциями дозируют жидковязкие компоненты. Потоки компонентов непрерывно смешивают и усредняют в каскаде из трех последовательно установленных смесителей непрерывного действия с регулируемой загрузкой и шнековой выгрузкой: сначала проводят смачивание порошкообразных компонентов с ждковязкими в смесителе-приставке с загрузкой 20-100 кг, затем проводят предварительное смешение и усреднение в предварительном смесителе с загрузкой 600-750 кг и окончательное смешение под вакуумом в вакуумном смесителе с загрузкой 150-350 кг при дистанционном контроле загрузки смесителей.The flow pulsations are smoothed out, for which purpose the powder components are continuously sieved through a separator and transported by a screw to the mixer-attachment. On the corresponding autonomous lines, simultaneously supplying the powdered components in the mixer - the prefix is dosed in portions of liquid-viscous components. Component streams are continuously mixed and averaged in a cascade of three sequentially installed continuous mixers with adjustable loading and screw discharge: first, wet powder components are wetted with viscous components in a prefix mixer with a loading of 20-100 kg, then preliminary mixing and averaging are carried out in a preliminary mixer with with a load of 600-750 kg and final mixing under vacuum in a vacuum mixer with a load of 150-350 kg with remote control of the load of mixers.

В прототипе обеспечение требуемого соотношения подачи компонентов в смеситель и качества их смешения в непрерывном процессе достигается за счет дозирования точных навесок компонентов с помощью высокоточных порционных дозаторов путем преобразования периодически подаваемых порций компонентов в непрерывный и равномерный поток с помощью специальных устройств (сепоратор, транспортный шнек и др.) и за счет смешения компонентов в трехкаскадном смесителе с регулируемой загрузкой.In the prototype, the required ratio of the components to the mixer and the quality of their mixing in the continuous process is achieved by dosing the exact weights of the components using high-precision portioned batchers by converting periodically supplied batches of components into a continuous and uniform flow using special devices (separator, transport auger, etc. .) and due to the mixing of components in a three-stage mixer with adjustable load.

Использование данного способа при выпуске изделий малыми партиями или при частой смене рецептуры состава становится экономически нецелесообразным из-за больших потерь компонентов в специальных транспортных устройствах, существенных затрат на выполнение пусконаладочных работ и на эксплуатацию высокосточных дозирующих устройств.The use of this method in the manufacture of products in small batches or with frequent changes in the formulation of the composition becomes economically impractical due to the large loss of components in special transport devices, significant costs for commissioning and operation of high-precision metering devices.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа безопасного смешения компонентов взрывчатых составов и формования качественных по монолитности изделий малыми партиями с использованием смесителей непрерывного действия за счет синхронного дозирования заранее подготовленных навесок компонентов путем использования питателя для порошкообразных компонентов с настроенной частотой вращения и регулируемого насоса для дозирования жидковязких компонентов, обеспечения качества смешения за счет перемешивания и циркуляции состава в предварительном смесителе через циркуляционный массопровод и обеспечения качества изделий по монолитности за счет формования при контроле и регулировании нагрузок на приводе мешалок смесителей при выгрузке состава на формование изделий.An object of the present invention is to develop a method for safe mixing of components of explosive compositions and molding high-quality solid products in small batches using continuous mixers by synchronizing the dosing of pre-prepared components by using a feeder for powdered components with a tuned speed and an adjustable pump for dispensing liquid-viscous components mixing quality through mixing and circus the formation of the composition in the pre-mixer through the circulation mass line and ensuring the quality of the products in terms of solidity due to molding during monitoring and regulation of the loads on the drive of the mixer mixers during unloading of the composition for molding the products.

Технический результат достигается тем, что в способе смешения компонентов взрывчатых составов и формования из них изделий, включающем синхронное порционное дозирование заранее подготовленных навесок порошкообразных и жидковязких компонентов по автономным линиям, перемешивание в смесительной установке: смесителе-приставке, предварительном и вакуумном смесителях и формование изделия, согласно изобретению навески компонентов заранее готовят на полную рабочую загрузку предварительного смесителя, навеску жидковязких компонентов дозируют непрерывным потоком с помощью насоса регулируемой производительности, навеску порошкообразных компонентов дозируют порциями из контейнера с помощью питателя с регулируемым приводом, при этом синхронность дозирования компонентов в смеситель-приставку обеспечивают путем регулирования частоты вращения приводов питателя и насоса, при включенном шнеке и мешалках предварительного смесителя и открытом затворе на его циркуляционном массопроводе набирают состав с одновременной циркуляцией до уровня, определенного суммарной величиной подготовленных навесок компонентов, затем перемешивают состав с одновременной циркуляцией в предварительном смесителе в течение 10-30 мин, закрывают затвор на циркуляционном массопроводе, открывают затвор на вакуумном смесителе, включают мешалки вакуумного смесителя, создают в нем вакуум, набирают состав в вакуумный смеситель до полной рабочей загрузки, включают шнек вакуумного смесителя и формуют изделия путем выгрузки состава из предварительного и вакуумного смесителя до нагрузок на приводах мешалок смесителей на 5-10% более высоких, чем нагрузки холостого хода, после чего вновь набирают состав в предварительный смеситель, причем последующие навески компонентов заранее готовят, уменьшая их на количество, остающееся в смесителях.The technical result is achieved by the fact that in the method of mixing the components of explosive compositions and molding products from them, including synchronous batch dosing of pre-prepared samples of powdered and liquid-viscous components along autonomous lines, mixing in a mixing unit: mixer-prefix, preliminary and vacuum mixers and molding the product, according to the invention, component weights are prepared in advance for the full working load of the pre-mixer, a portion of liquid-viscous dose components they are dosed in a continuous flow using a variable displacement pump, a portion of the powdered components is dosed in portions from the container using a feeder with an adjustable drive, while the timing of the components dispensing into the mixer-set-top box is ensured by controlling the rotation speed of the feeder and pump drives, with the auger and pre-mixer agitators switched on and open shutter on its circulation mass line gaining composition with simultaneous circulation to a level determined by the total values oh prepared components, then mix the composition with simultaneous circulation in the pre-mixer for 10-30 minutes, close the shutter on the circulation mass pipe, open the shutter on the vacuum mixer, turn on the mixers of the vacuum mixer, create a vacuum in it, fill the composition into the vacuum mixer to full work load, turn on the screw of the vacuum mixer and mold the product by unloading the composition from the preliminary and vacuum mixer to the loads on the drives of the mixer mixers 5-10% higher Than the load idling, then regaining the composition in a premixer, wherein the subsequent sample components prepared in advance, reducing them to the amount remaining in the mixer.

Навеску компонентов заранее готовят на полную рабочую загрузку предварительного смесителя. Навеску жидковязких компонентов дозируют в смеситель-приставку 1 (чертеж) непрерывным потоком с помощью насоса 2 регулируемой производительности из расходной емкости 3. Навеску порошкообразных компонентов дозируют порциями из контейнера 4 с помощью питателя 5 с регулируемым приводом. При этом синхронность дозирования компонентов в смеситель-приставку обеспечивают путем регулирования частоты вращения приводов питателя и насоса. При включенном шнеке 6 и мешалках предварительного смесителя 7 и открытом затворе 8 на его циркуляционном массоприводе 9 набирают состав с одновременной циркуляцией до уровня, определяемого суммарной величиной подготовленных навесок компонентов, затем перемешивают состав с одновременной циркуляцией в предварительном смесителе 7 в течение 10-30 минут, закрывают затвор 8 на циркуляционном массопроводе, открывают затвор 10 на вакуумном смесителе 11, включают мешалки вакуумного смесителя, создают в нем вакуум и набирают состав в вакуумный смеситель до полной рабочей загрузки, включают шнек вакуумного смесителя 12 и формуют изделия путем выгрузки состава из предварительного 7 и вакуумного 11 смесителя до нагрузки на приводах мешалок смесителей на 5-10% более высоких, чем нагрузки холостого хода, после чего вновь набирают состав в предварительный смеситель 7, причем последующие навески компонентов заранее готовят, уменьшая их на количество состава, остающегося в смесителях.A portion of the components is prepared in advance for the full working load of the pre-mixer. A portion of liquid-viscous components is dosed into the mixer-attachment 1 (drawing) in a continuous flow using a pump 2 of adjustable capacity from the supply tank 3. A portion of the powdered components is dosed in portions from the container 4 using a feeder 5 with an adjustable drive. In this case, the synchronization of the dosage of the components in the mixer-set-top box is ensured by regulating the rotation frequency of the feeder and pump drives. When the screw 6 and the mixers of the pre-mixer 7 are turned on and the shutter 8 is open, on its circulation mass drive 9, the composition is collected with simultaneous circulation to a level determined by the total amount of prepared component weights, then the composition is mixed with simultaneous circulation in the preliminary mixer 7 for 10-30 minutes, close the shutter 8 on the circulation mass conduit, open the shutter 10 on the vacuum mixer 11, turn on the mixers of the vacuum mixer, create a vacuum in it and recruit the composition into the vacuum mixture To complete the working load, turn on the screw of the vacuum mixer 12 and mold the product by unloading the composition from the preliminary 7 and vacuum 11 mixer until the load on the drives of the mixer mixers is 5-10% higher than the no-load load, after which the composition is re-assembled into the preliminary the mixer 7, and subsequent weighed components are prepared in advance, reducing them by the amount of composition remaining in the mixers.

В процессе формования изделий с применением смесителей непрерывного действия одним из основных условий обеспечения безопасности смешения компонентов является синхронное дозирование потоков компонентов в смеситель-приставку в строго заданном соотношении. Этим на стадии предварительного смешения достигается полное смачивание порокообразных компонентов жидковязкими, исключается попадание несмоченных порошков в зону работы шнека предварительного смесителя. В предлагаемом способе при отсутствии дозаторов точного дозирования эта задача решается дозированием навески жидковязких компонентов непрерывным потоком с помощью насоса регулируемой производительности и навеску порошкообразных компонентов с помощью питателя с регулируемым приводом.In the process of forming products using continuous mixers, one of the main conditions for ensuring the safety of mixing components is the synchronous dosing of component flows into the mixer-set-top box in a strictly specified ratio. Thus, at the stage of preliminary mixing, complete wetting of the deformed components with liquid viscous is achieved, excluding the ingress of wetted powders into the working area of the screw of the preliminary mixer. In the proposed method, in the absence of precise dispensers, this problem is solved by dispensing a sample of liquid-viscous components in a continuous stream using a variable displacement pump and a sample of powdered components using a feeder with an adjustable drive.

Наиболее ответственной операцией является перемешивание составляющих компонентов до достижения качества распределения компонентов во всем объеме смесителя. В предлагаемом способе качество смешения компонентов состава достигается за счет создания дополнительных сдвиговых усилий путем перемешивания и циркуляции его в предварительном смесителе через циркуляционный массопровод во время набора и в течение перемешивания после набора состава.The most critical operation is mixing the constituent components until the quality of distribution of the components in the entire volume of the mixer is achieved. In the proposed method, the quality of mixing the components of the composition is achieved by creating additional shear forces by mixing and circulating it in the preliminary mixer through the circulation mass pipe during set-up and during mixing after set-up.

При выгрузке состава на формование изделия при малых загрузках предварительного и вакуумного смесителей происходит просос воздуха в зону вакуумирования со стороны шнека вакуумного смесителя и нарушение монолитности изделия. Обеспечение качества изделий по монолитности достигается за счет формования изделия при контроле и регулировании нагрузок на приводе мешалок смесителей во время выгрузки состава.When the composition is unloaded onto the product molding at small loads of the preliminary and vacuum mixers, air leaks into the vacuum zone from the side of the screw of the vacuum mixer and violates the solidity of the product. Ensuring the quality of products in terms of solidity is achieved by molding the product during the control and regulation of loads on the drive of the mixer mixers during unloading of the composition.

Примеры конкретного исполнения способа приведены в таблицах 1, 2. Качество смешения состава оценивалось по стабилизации нагрузок на приводы мещалок предварительного смесителя.Examples of a specific implementation of the method are given in tables 1, 2. The quality of mixing the composition was evaluated by stabilizing the loads on the drives of the blenders of the preliminary mixer.

Из данных табл.1 следует, что стабилизация нагрузок на приводы мешалок предварительного смесителя достигается после перемешивания в течение 10 минут (варианты 3-5).From the data of table 1 it follows that the stabilization of the loads on the drives of the mixers of the pre-mixer is achieved after mixing for 10 minutes (options 3-5).

Перемешивание состава более 30 минут удлиняет производственный цикл, увеличивает затраты. Таким образом, требуемое качество смешения достигается перемешиванием состава в предварительном смесителе в течение 10-30 минут.Stirring the composition for more than 30 minutes lengthens the production cycle, increases costs. Thus, the required mixing quality is achieved by mixing the composition in a pre-mixer for 10-30 minutes.

Из данных табл.2 следует, что в интервале нагрузок на приводе мешалок предварительного и вакуумного смесителей, на 5-10% более высоких, чем нагрузки холостого хода, обеспечивается качественное формование изделий с минимальным количеством остатка состава в смесителях (варианты 6-8). При снижении нагрузок на приводе мешалок до 2,5% и ниже. чем нагрузки холостого хода происходит просос воздуха в зону вакуумирования со стороны шнека вакуумного смесителя и образования дефектов в изделии (вариант 9).From the data in Table 2 it follows that in the range of loads on the drive of the mixers of the preliminary and vacuum mixers, 5-10% higher than the idle loads, high-quality molding of products with a minimum amount of residue in the mixers is provided (options 6-8). When reducing the loads on the drive of the agitators to 2.5% or less. than the idle load, air is sucked into the evacuation zone from the side of the screw of the vacuum mixer and the formation of defects in the product (option 9).

При повышении нагрузок на приводе мешалок до 12,5% и более, чем нагрузки холостого хода, увеличивается количество остатков состава в смесителях, снижается коэффициент использования объемов смесителей.With increasing loads on the drive of the mixers to 12.5% and more than the load idling, the number of residual composition in the mixers increases, the coefficient of utilization of the volume of the mixers decreases.

Таким образом, требуемое качество изделий по монолитности достигается формованием изделия путем выработки состава из предварительного и вакуумного смесителей до нагрузок холостого хода (0,3-0,5) кВт (5-10% более высоких нагрузок холостого хода) на приводе мешалок смесителей.Thus, the required quality of products in terms of solidity is achieved by molding the product by developing a composition of preliminary and vacuum mixers up to idle loads (0.3-0.5) kW (5-10% higher idle loads) on the mixer mixer drive.

Способ смешения компонентов взрывчатых составов и формования из них изделий с положительным результатом проведен в условиях опытного производства ФГУП "НИИПМ". Способ обеспечивает безопасность и качественное смешение компонентов, формование качественных изделий по монолитности.A method of mixing the components of explosive compositions and molding products from them with a positive result was carried out under the conditions of the pilot production of FSUE NIIPM. The method provides safety and high-quality mixing of components, molding of high-quality products in terms of solidity.

Claims

A method of mixing the components of explosive compositions and molding products from them, including simultaneous batch dosing of pre-prepared samples of powdered and liquid-viscous components along autonomous lines, mixing in a mixing unit: mixer - prefix, preliminary and vacuum mixers and molding the product, characterized in that the components are pre-weighed they are prepared for the full working load of the pre-mixer, a portion of the viscous components is dosed in a continuous stream using a re-pump controlled capacity, a portion of the powdered components is dosed in batches from the container using a feeder with an adjustable drive, while the timing of the dosage of the components in the mixer-console is ensured by controlling the rotation speed of the feeder and pump drives, with the auger and mixers of the pre-mixer turned on and the shutter open on its circulation mass line , gaining composition with simultaneous circulation to a level determined by the total value of the prepared components, m, mix the composition with simultaneous circulation in the pre-mixer for 10-30 minutes, close the shutter on the circulation mass pipe, open the shutter on the vacuum mixer, turn on the mixers of the vacuum mixer, create a vacuum in it, fill the composition into the vacuum mixer until the working load is complete, turn on the screw vacuum mixer and mold the product by unloading the composition from the preliminary and vacuum mixer to the loads on the drives of the mixer mixers 5-10% higher than the idle load, after which They collect the composition in a preliminary mixer, and subsequent weighed components are prepared in advance, reducing them by the amount remaining in the mixers.