RU2259982C1 - Method for mixing explosive composition components - Google Patents
Method for mixing explosive composition components Download PDFInfo
- Publication number
- RU2259982C1 RU2259982C1 RU2004108499/02A RU2004108499A RU2259982C1 RU 2259982 C1 RU2259982 C1 RU 2259982C1 RU 2004108499/02 A RU2004108499/02 A RU 2004108499/02A RU 2004108499 A RU2004108499 A RU 2004108499A RU 2259982 C1 RU2259982 C1 RU 2259982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- components
- mixer
- mixing
- viscous
- liquid
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области смешения взрывчатых составов, в том числе порохов и смесевых ракетных твердых топлив, содержащих жидковязкие и порошкообразные компоненты.The present invention relates to the field of mixing explosive compositions, including gunpowder and mixed rocket solid fuels containing liquid-viscous and powder components.
Способ может быть применен в производстве зарядов твердого топлива для ракетных двигателей различных классов ракет, пороховых газогенераторов, пороховых аккумуляторов давления скважин и других изделий аналогичного назначения.The method can be applied in the production of solid fuel charges for rocket engines of various classes of rockets, powder gas generators, powder pressure accumulators for wells and other products of a similar purpose.
Существующие способы смешения взрывчатых составов в вертикальных смесителях планетарного типа (патенты США №3562364, 3807272, патент ФРГ №2303065, патент РФ №2167135) предусматривают операции дозирования, сначала жидковязких компонентов в съемный корпус смесителя, затем загрузку порошкообразных компонентов и последующее их перемешивание.Existing methods of mixing explosive compositions in planetary type vertical mixers (US Pat. No. 3,562,364, 3,807,272, German Patent No. 2,303,065, Russian Patent No. 2167135) provide for dosing operations, first of liquid-viscous components in a removable mixer housing, then loading of the powder components and their subsequent mixing.
Известен способ изготовления заряда из смесевого твердого ракетного топлива по заявке РФ №2002115668, кл. С 06 В 21/00, принятый авторами за прототип. Способ включает подготовку жидковязких и порошкообразных компонентов, дозирование жидко-вязких компонентов в смеситель, дозирование порошкообразных компонентов в смеситель порциями, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с жидковязкими компонентами.A known method of manufacturing a charge from a mixed solid rocket fuel according to the application of the Russian Federation No. 2002115668, class. From 06 to 21/00, adopted by the authors for the prototype. The method includes preparing liquid-viscous and powder components, dispensing the liquid-viscous components into the mixer, dispensing the powder components into the mixer in batches, mixing each portion of the powder components with the liquid-viscous components.
Недостатками вышеперечисленных способов являются:The disadvantages of the above methods are:
1. Изменение заданного (расчетного) распределения частиц по размеру (дисперсности) в дозируемой порции порошкообразных компонентов, из-за потери мелких частиц в результате налипания их к поверхности технологического оборудования, уноса их в воздушном потоке при загрузке, что приводит к разбросу выходных характеристик состава.1. Change in a predetermined (calculated) particle size distribution (dispersion) in a dosage portion of powdered components, due to the loss of small particles as a result of their sticking to the surface of technological equipment, their entrainment in the air stream during loading, which leads to a spread in the output characteristics of the composition .
2. Отсутствует контроль за качеством перемешивания компонентов, обеспечивающий оценку завершенности процесса перемешивания компонентов с учетом особенностей состава и смесительного оборудования.2. There is no control over the quality of mixing of the components, which provides an assessment of the completeness of the process of mixing the components, taking into account the characteristics of the composition and mixing equipment.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа смешения компонентов взрывчатого состава, исключающего разброс выходных характеристик состава в результате нарушения расчетного соотношения частиц порошкообразных компонентов по размеру в дозируемой порции и отсутствия эффективного контроля качества (однородности) распределения перемешиваемых компонентов в смесителе.An object of the present invention is to develop a method for mixing components of an explosive composition, eliminating the dispersion of the output characteristics of the composition as a result of a violation of the calculated particle size ratio of the powder components in the dosage portion and the lack of effective quality control (uniformity) of the distribution of the mixed components in the mixer.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе смешения компонентов взрывчатого состава, включающем подготовку жидковязких и порошкообразных компонентов, дозирование жидковязких компонентов в смеситель, дозирование порошкообразных компонентов в смеситель порциями, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с жидковязкими компонентами. Особенность в том, что при подготовке порошкообразных компонентов их расфасовывают на порции по дисперсности частиц, отделяя мелкодисперсные частицы от крупнодисперсных, дозирование порошкообразных компонентов в смеситель порциями ведут при весовом контроле массы дозируемой порции, при этом сначала дозируют порции порошкообразных компонентов с крупнодисперсными частицами, затем с мелкодисперсными частицами, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с жидковязкими компонентами ведут с контролем нагрузок на приводе мешалок смесителя.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of mixing the components of the explosive composition, including the preparation of liquid-viscous and powder components, dispensing the liquid-viscous components into the mixer, portioning the powder components into the mixer, mixing each portion of the powder components with liquid-viscous components. The peculiarity is that in the preparation of powdered components they are packaged in portions according to the particle fineness, separating fine particles from coarse particles, the dosage of powder components in the mixer is carried out in batches with weight control of the mass of the dosed portion, and first, batches of powder components with coarse particles are dosed. fine particles, mixing each portion of the powdered components with liquid-viscous components is carried out with control of the loads on the drive eshalok mixer.
Окончательное перемешивание ведут до достижения минимальных установившихся нагрузок на приводе мешалок смесителя и стабилизации величины их колебания.The final mixing is carried out until the minimum steady-state loads on the drive of the mixer mixers are reached and their oscillation is stabilized.
Для обеспечения требуемых характеристик (реологических, структурно-механических) в рецептурах взрывчатых составов используются полидисперсные порошкообразные компоненты с размером частиц от 1...5 мкм до 500 мкм при различных соотношениях фракций по размеру частиц. При выполнении технологических операций (загрузка, выгрузка порошкообразных компонентов из контейнера, транспортирование и т.д.) полидисперсные порошкообразные компоненты склонны к расслоению, налипанию мелких частиц к стенкам аппаратов. Как правило, при выполнении этих операций основную часть потерь составляют мелкодисперсные частицы, что приводит к изменению в дозируемой порции расчетного (заданного) соотношения частиц по размерам и в результате к изменению выходных характеристик состава.To ensure the required characteristics (rheological, structural-mechanical) in the formulations of explosive compositions, polydispersed powdery components with a particle size of 1 ... 5 μm to 500 μm are used with various ratios of fractions according to particle size. When performing technological operations (loading, unloading of powdered components from a container, transportation, etc.) polydispersed powdered components are prone to delamination, sticking of small particles to the walls of the apparatus. As a rule, when performing these operations, the bulk of the losses are finely dispersed particles, which leads to a change in the dosed portion of the calculated (specified) particle size ratio and, as a result, to a change in the output characteristics of the composition.
В данном способе при подготовке порошкообразные компоненты предлагается расфасовывать на порции по дисперсности частиц, отделяя мелкодисперсные частицы от крупнодисперсных. Мелкодисперсные частицы дозируют в корпус смесителя отдельно от крупнодисперсных частиц, что позволяет при существующем весовом контроле массы дозируемого порошкообразного компонента обеспечить расчетное соотношение по размеру частиц путем дозагрузки недостающей фракции.In this method, in preparing the powder components, it is proposed to pack in portions according to the particle fineness, separating the fine particles from the coarse ones. Fine particles are dosed into the mixer body separately from coarse particles, which allows for an existing weight control of the mass of the dosed powder component to provide a calculated ratio of particle size by reloading the missing fraction.
Перемешивание взрывчатых составов сопровождается такими физико-химическими процессами, как смачивание поверхности твердых частиц порошкообразных компонентов с жидковязкими компонентами (вытеснение воздуха с поверхности твердой фазы), образование на поверхности частиц порошкообразных компонентов, под действием силового поля частиц, адсорбционных оболочек из молекул жидковязких компонентов. Эти процессы проходят на поверхности раздела фаз и поэтому скорость их протекания главным образом определяется удельной поверхностью (размером) частиц порошкообразных компонентов. Чем больше удельная поверхность (меньше размеры), тем больше энергозатрат и времени требуется для завершения этих процессов и процесса перемешивания в целом. В свою очередь энергозатраты определяются сдвиговыми напряжениями r, возникающими в зазорах взаимно перемещающихся органов (мешалок) смесителя, которые выражаются зависимостью:Mixing of explosive compositions is accompanied by such physical and chemical processes as wetting the surface of solid particles of powder components with liquid-viscous components (displacement of air from the surface of a solid phase), formation of powder components on the surface of particles, under the action of a force field of particles, adsorption shells from molecules of liquid-viscous components. These processes take place at the interface and therefore their flow rate is mainly determined by the specific surface (size) of the particles of the powder components. The larger the specific surface (smaller sizes), the more energy and time is required to complete these processes and the mixing process as a whole. In turn, energy consumption is determined by shear stresses r arising in the gaps of mutually moving bodies (mixers) of the mixer, which are expressed by the dependence:
r=η·γ2,r = η · γ 2 ,
где r - напряжение сдвига, г/см2;where r is the shear stress, g / cm 2 ;
η - вязкость состава, П;η is the viscosity of the composition, P;
γ - скорость сдвига, с-1.γ is the shear rate, s -1 .
Отсюда видно, что для повышения энергозатрат и интенсивности процесса перемешивания необходимо иметь как можно более высокую вязкость состава.This shows that to increase the energy consumption and intensity of the mixing process, it is necessary to have the highest viscosity of the composition.
В начальной стадии перемешивания вязкость жидковязкой основы состава имеет наименьшее значение, сдвиговые напряжения в зазорах взаимно перемещающихся органов будут также минимальными. Поэтому для достижения максимальной эффективности процесса перемешивания предлагается сначала в жидковязкие компоненты дозировать и перемешать порции порошкообразных компонентов с крупнодисперсными частицами, для перемешивания которых требуется меньше сдвиговых напряжений, чем для мелкодисперсных частиц. Затем, после повышения вязкости состава за счет частичного наполнения его порошкообразными компонентами, предлагается дозировать порошкообразные компоненты с мелкодисперсными частицами и довести процесс перемешивания до получения однородного состава.In the initial stage of mixing, the viscosity of the liquid-viscous base of the composition is of the least importance, shear stresses in the gaps of mutually moving organs will also be minimal. Therefore, to achieve maximum efficiency of the mixing process, it is proposed first to dose and mix portions of powdered components with coarse particles into liquid-viscous components, which require less shear stress to mix than for fine particles. Then, after increasing the viscosity of the composition by partially filling it with powder components, it is proposed to dose the powder components with fine particles and bring the mixing process to a homogeneous composition.
Исследования показали, что по мере улучшения качества перемешивания (однородности состава) на стадии окончательного перемешивания происходит снижение реологических характеристик (вязкости) состава. Момент достижения минимальной вязкости свидетельствует о завершении процесса перемешивания. Для контроля времени достижения минимальной вязкости и конца процесса перемешивания состава предлагается использовать характер изменения нагрузок на приводе мешалок смесителя, поскольку за изменением реологических характеристик состава следят нагрузки на приводе мешалок смесителя. Характер изменения нагрузок на приводе мешалок смесителя показан на чертеже, на котором видно, что в начале процесса окончательного перемешивания, когда состав неоднороден, нагрузки, действующие на мешалки смесителя, наибольшие и имеют максимальные пиковые колебания. Наличие пиков свидетельствует о присутствии в составе непромешанных агломератов порошкообразных компонентов, при попадании которых в зону взаимно перемещающихся органов происходит резкий скачок величины нагрузки (участок "а" на кривой). По мере улучшения качества распределения, повышения однородности состава снижается вязкость, уровень выгрузок и величина их колебания (участок "б" на кривой). При достижении полной однородности состава нагрузки принимают минимальное установившееся (стабилизированное) значение (участок "в" на кривой). Это свидетельствует о завершении процесса перемешивания компонентов. В момент достижения минимальных установившихся нагрузок на приводе мешалок смесителя и стабилизации величины их колебания предлагается определить конец процесса перемешивания компонентов состава в смесителе.Studies have shown that as the quality of mixing (homogeneity of the composition) improves at the stage of final mixing, the rheological characteristics (viscosity) of the composition decrease. The moment of reaching the minimum viscosity indicates the completion of the mixing process. To control the time to reach the minimum viscosity and the end of the composition mixing process, it is proposed to use the nature of the changes in the loads on the mixer mixer drive, since the changes in the rheological characteristics of the composition are monitored by the loads on the mixer mixer drive. The nature of the change in the loads on the drive of the mixer mixers is shown in the drawing, which shows that at the beginning of the final mixing process, when the composition is heterogeneous, the loads acting on the mixer mixers are greatest and have maximum peak fluctuations. The presence of peaks indicates the presence of powder components in the composition of unmixed agglomerates, when they enter the zone of mutually moving organs, a sharp jump in the load occurs (section “a” on the curve). As the distribution quality improves, the composition uniformity increases, the viscosity, the level of discharges and the magnitude of their fluctuations decrease (section "b" on the curve). Upon reaching complete uniformity of the composition of the load, the minimum steady-state (stabilized) value is taken (section "b" on the curve). This indicates the completion of the mixing process of the components. At the moment of reaching the minimum steady-state loads on the drive of the mixer mixers and stabilization of the magnitude of their oscillations, it is proposed to determine the end of the process of mixing the components of the composition in the mixer.
Примеры конкретного исполнения способа приведены в таблице. Опыты проводились при постоянной загрузке смесителя, постоянных числах оборотов мешателя и температуре состава 35±2°С.Examples of specific performance of the method are given in the table. The experiments were carried out with constant loading of the mixer, constant speeds of the mixer and a temperature of 35 ± 2 ° C.
В варианте 1 жидковязкие компоненты сначала перемешивались с порциями порошкообразных компонентов, сформированными из крупнодисперсных частиц, затем порциями из мелкодисперсных частиц. В варианте 2 жидковязкие компоненты сначала перемешивались с порциями порошкообразных компонентов, сформированными из мелкодисперсных частиц, затем с порциями из крупнодисперсных частиц.In option 1, the liquid-viscous components were first mixed with portions of powdered components formed from coarse particles, then portions of fine particles. In option 2, the liquid-viscous components were first mixed with portions of powdered components formed from fine particles, then with portions of coarse particles.
Из данных таблицы видно, что за изменением вязкости состава следят нагрузки на приводе мешалок смесителя. Момент достижения минимальных установившихся нагрузок на приводе мешалок смесителя и стабилизация величины их колебания совпадает с моментом достижения наименьшей вязкости состава и может использоваться для оценки времени завершения процесса перемешивания компонентов состава.It can be seen from the table that a change in the viscosity of the composition is monitored by loads on the drive of the mixer mixers. The moment of reaching the minimum steady-state loads on the drive of the mixer mixers and the stabilization of their fluctuations coincides with the moment of attaining the lowest viscosity of the composition and can be used to estimate the time of completion of the mixing process of the composition components.
Время достижения наименьшей вязкости и полной однородности состава в варианте 1 меньше, чем в варианте 2, что показывает преимущество предлагаемой последовательности дозирования порций порошкообразных компонентов.The time to achieve the lowest viscosity and complete uniformity of the composition in option 1 is shorter than in option 2, which shows the advantage of the proposed sequence for dosing portions of powdered components.
Способ смешения компонентов взрывчатого состава с положительными результатами проверен в условиях опытного производства ФГУП "НИИПМ". Способ обеспечивает контроль качества перемешивания компонентов состава, исключается разброс выходных характеристик состава.The method of mixing the components of the explosive composition with positive results was tested in the pilot production of FSUE "NIIPM". The method provides quality control of mixing the components of the composition, eliminates the spread of the output characteristics of the composition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108499/02A RU2259982C1 (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Method for mixing explosive composition components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108499/02A RU2259982C1 (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Method for mixing explosive composition components |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2259982C1 true RU2259982C1 (en) | 2005-09-10 |
Family
ID=35847827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004108499/02A RU2259982C1 (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Method for mixing explosive composition components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2259982C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666852C2 (en) * | 2016-07-12 | 2018-09-12 | Акционерное общество "Красноармейский научно-исследовательский институт механизации" (АО "КНИИМ") | Method of preparing thermoplastic energy composition |
-
2004
- 2004-03-24 RU RU2004108499/02A patent/RU2259982C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СМИРНОВ Л.А. и др. «Создание смесевых твердых топлив", ч.1, М., 1997, с.103-105. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666852C2 (en) * | 2016-07-12 | 2018-09-12 | Акционерное общество "Красноармейский научно-исследовательский институт механизации" (АО "КНИИМ") | Method of preparing thermoplastic energy composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107913639B (en) | A kind of lithium ion battery positive and negative electrode slurry mixture manufacturing line and production technology | |
| CN104692982B (en) | The upward hole Pneumatic charge emulsifying ammonium nitrate fuel explosive and its continuous preparation method of high temperature resistant environment | |
| WO2001038265A1 (en) | Variable burn-rate propellant | |
| US8333914B2 (en) | Dry liquids, and processes for their preparation | |
| CN101823926A (en) | Preparation process of emulsion explosive | |
| KR100570574B1 (en) | Method for producing pyrotechnic primer charges | |
| CN111686621A (en) | Multi-material powdery additive preparation system and preparation method | |
| RU2595709C2 (en) | Compositions of explosive mixtures and methods for production thereof | |
| RU2259982C1 (en) | Method for mixing explosive composition components | |
| CN106278774A (en) | A kind of igniter medicament of air bag device and preparation method thereof | |
| CN100443449C (en) | High-energy powder emulsified explosive and preparation method thereof | |
| US4469647A (en) | Method and apparatus for mixing, casting and dispensing friction-sensitive pyrotechnic materials | |
| RU2259984C1 (en) | Method of mixing blasting composition components | |
| RU2476411C2 (en) | Method of emulsion granulite preparation | |
| RU2272801C1 (en) | Method of preparing fuel mass of mixed solid rocket fuel | |
| RU2666852C2 (en) | Method of preparing thermoplastic energy composition | |
| CN209596946U (en) | A kind of porous particulated ammonium oil explosive safety quantitative mixing and emulsifying screw | |
| RU2683998C1 (en) | High-structural abrasive tool with heterogeneous abrasive grit manufacturing method | |
| RU2363690C2 (en) | Method for fabrication of ammonia perchlorate containing hydrophobisated fraction | |
| RU2401825C1 (en) | Method of mixing components of explosive composition | |
| RU2326100C1 (en) | Emulsion blasting agent and production methods | |
| Cazacliu | Mixing self-compacting concrete: mixers, mixing methods, mixing time | |
| RU2245311C1 (en) | Method of mixing components of explosive compounds and molding articles from them | |
| RU2602120C2 (en) | Method of explosive composition components mixing | |
| RU2773247C1 (en) | Explosive composition and method for production thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20141204 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180325 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210316 |