RU2434833C1 - Method of producing working mix of powders - Google Patents
Method of producing working mix of powders Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434833C1 RU2434833C1 RU2010121384/05A RU2010121384A RU2434833C1 RU 2434833 C1 RU2434833 C1 RU 2434833C1 RU 2010121384/05 A RU2010121384/05 A RU 2010121384/05A RU 2010121384 A RU2010121384 A RU 2010121384A RU 2434833 C1 RU2434833 C1 RU 2434833C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fractions
- mixer
- fraction
- powders
- mixing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии подготовки порошкообразных компонентов и их смесей на основе перхлората аммония, применяемых при изготовлении зарядов из смесевого твердого ракетного топлива (СТРТ) и может быть использован при приготовлении смесей из порошкообразных взрывчатых веществ и пиротехнических составов.The invention relates to a technology for the preparation of powdered components and their mixtures based on ammonium perchlorate, used in the manufacture of charges from mixed solid rocket fuel (STRT) and can be used in the preparation of mixtures of powdered explosives and pyrotechnic compositions.
В составах СТРТ в качестве окислителя преимущественно применяется перхлорат аммония в виде смеси его различных фракций с вводом добавочных порошкообразных компонентов специального назначения. Эту смесь принято называть рабочей смесью порошков (РСП). В патенте РФ №2317280, МПК С06В 21/00 приоритет от 10 августа 2006 г. "Установка для приготовления порошкообразной смеси на основе перхлората аммония (ПХА), используемой в качестве окислителя для заряда ракетного двигателя на твердом топливе" приведено аппаратурное оформление схемы технологического процесса получения различных фракций и смеси их с добавочными компонентами. Приведенная в указанном патенте схема в части дозирования фракций, добавочных компонентов, смешивания их, выгрузки через накопитель, просеивания и расфасовки в контейнеры принята за прототип.In STRT compositions, ammonium perchlorate is mainly used as an oxidizing agent in the form of a mixture of its various fractions with the introduction of additional powdery components for special purposes. This mixture is called the working mixture of powders (CSP). In RF patent No. 2317280, IPC С06В 21/00, priority dated August 10, 2006, "Installation for preparing a powder mixture based on ammonium perchlorate (PHA) used as an oxidizing agent for charging a solid-propellant rocket engine", the process design obtaining various fractions and mixtures thereof with additional components. The scheme shown in the aforementioned patent regarding dosing fractions, additional components, mixing them, unloading through a storage ring, sieving and packaging into containers is taken as a prototype.
К недостаткам прототипа следует отнести отсутствие в нем порядка дозирования мелкой и крупной фракций, добавочных компонентов и режимов их перемешивания, которые, во многом определяют качество получаемой рабочей смеси порошков, требуемой для СТРТ. Вопросу смешивания различных фаз, в том числе зернистых материалов, посвящены разделы 1.7.1 и 1.7.3 в "Новом справочнике химика и технолога "Процессы и аппараты химических технологий", Часть 1, НПО "Профессионал", Санкт-Петербург, 2004. Однако в этом источнике указаны только общие принципы подхода при выборе способа смешивания. В частности, отмечено существенное влияние на время достижения требуемого качества смеси, последовательности и способа загрузки исходных смешиваемых компонентов, но отсутствует конкретизация параметров процесса.The disadvantages of the prototype include the lack of dosing procedures for fine and large fractions, additional components and modes of mixing, which, in many respects, determine the quality of the resulting working mixture of powders required for STRT. Sections 1.7.1 and 1.7.3 in the "New reference book of a chemist and technologist" Processes and Apparatuses of Chemical Technologies ", Part 1, NPO Professional, St. Petersburg, 2004, are devoted to the mixing of various phases, including granular materials. this source indicates only general principles of the approach when choosing a mixing method, in particular, a significant influence on the time to achieve the required quality of the mixture, sequence and method of loading the initial mixed components is noted, but there is no specification of the process parameters.
Теория процессов перемешивания и описание наиболее распространенного оборудования, применяемого при выполнении этой операции, описаны в разделе 9.4 на стр.153-177 книги М.Б.Генералова "Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ", Москва, ИКЦ "Академкнига", 2004. В том же разделе на стр.176-177 дано описание смесителя, аналогичного по конструкции двухвальному смесителю с лопастями, применяемому при приготовлении рабочих смесей порошков. Однако работа смесителя описана в отрыве от дозирующих устройств. В книге авторов Н.А.Симбирцева, Ю.М.Милехина, В.М.Меркулова, Ю.Б.Бонзулы "Основы технологии подготовки дисперсных материалов при переработке энергетических конденсированных систем", Москва, 2006, имеется специальный раздел 7, относящийся к смешиванию дисперсных материалов и приготовлению рабочих смесей порошков. В этом источнике также не нашло отражения в части конкретных рекомендаций по качественному смешиванию отличающихся по размерам фракций зернистых материалов с вводом малого количества добавочных компонентов.The theory of mixing processes and a description of the most common equipment used in this operation are described in section 9.4 on pages 153-177 of the book by MB Generalov, “Main Processes and Apparatuses for Industrial Explosives Technology", Moscow, Akademkniga Research and Development Center, 2004 In the same section, on pages 176-177, a mixer is described that is similar in design to a twin-shaft mixer with blades used in the preparation of working powder mixtures. However, the operation of the mixer is described in isolation from the metering devices. In the book of authors N. A. Simbirtsev, Yu. M. Milekhin, V. M. Merkulov, Yu. B. Bonzuly "Fundamentals of the technology for the preparation of dispersed materials in the processing of energy condensed systems", Moscow, 2006, there is a
При изготовлении СТРТ установлены жесткие требования как по обеспечению содержания компонентов, так и по соотношению отдельных фракций перхлората аммония. Эти требования обусловлены необходимостью обеспечения заданных параметров по баллистическим и физико-механическим характеристикам.In the manufacture of STRT, stringent requirements have been established both for ensuring the content of components and for the ratio of individual fractions of ammonium perchlorate. These requirements are due to the need to ensure the specified parameters for ballistic and physical-mechanical characteristics.
Технической задачей изобретения является обеспечение получения качественной рабочей смеси порошков по гранулометрическому составу путем оптимизации порядка ввода фракций перхлората аммония, добавочных компонентов и времени их перемешивания.An object of the invention is to provide a high-quality working mixture of powders according to particle size distribution by optimizing the order of input fractions of ammonium perchlorate, additional components and their mixing time.
Техническим результатам предлагаемого изобретения является приготовление качественной рабочей смеси порошков путем смешивания крупной фракции ПХА с размером частиц 160-315 мкм и мелкой фракции с размером частиц ПХА менее 50 мкм в двухвальном смесителе с лопастями в соотношении 20/80…80/20 мас.%, при этом дозируют вначале крупную, а затем мелкую фракции по 1/4 части их в четыре приема, в каждом приеме перемешивают в течение 5-7 минут при одновременной работе смесителя и реверсивного шнека в режиме запирания, на конечной стадии реверсивный шнек отключают и продолжают перемешивание в смесителе до 30-36 минут, выгружают при работающем смесителе и включенном на режим выгрузки реверсивном шнеке, транспортируют шнеками в промежуточную емкость, из нее - в сепаратор, просеивают в контейнер, установленный на весах. В первом приеме после загрузки крупной и мелкой фракций перхлората аммония дозируют добавочные компоненты.The technical results of the invention are the preparation of a high-quality working mixture of powders by mixing a large fraction of PHA with a particle size of 160-315 microns and a fine fraction with a particle size of PHA less than 50 microns in a twin-shaft mixer with blades in a ratio of 20/80 ... 80/20 wt.%, at the same time, first coarse and then fine fractions are dosed in 1/4 of them in four doses, in each dose they are mixed for 5-7 minutes while the mixer and the reversing screw are operated in the locking mode, and at the final stage the reversing screw is turned off They read and continue mixing in the mixer for up to 30-36 minutes, unload with the mixer running and the reversing screw turned on for unloading, transport it with the screws to the intermediate tank, from it to the separator, sift it into a container mounted on the scales. In the first dose, after loading large and small fractions of ammonium perchlorate, additional components are dosed.
В технологическом процессе изготовления СТРТ дозировка полуфабрикатов производится по трем потокам: рабочей смеси порошков, смеси жидковязких компонентов и смеси отвердителей. Рабочая смесь порошков представляет собой тщательно перемешанную смесь фракций перхлората аммония, отличающихся по размерам частиц, в заданном соотношении, а также добавочных компонентов. В настоящее время преимущественно применяются фракции перхлората аммония:In the manufacturing process for producing STRT, the dosage of semi-finished products is carried out in three flows: a working mixture of powders, a mixture of liquid-viscous components and a mixture of hardeners. The working mixture of powders is a carefully mixed mixture of fractions of ammonium perchlorate, differing in particle size, in a given ratio, as well as additional components. Currently, ammonium perchlorate fractions are mainly used:
- крупная с размерами частиц 160-315 мкм, поставляемая заводом-изготовителем под маркой Д+160-315,- large with particle sizes of 160-315 microns, supplied by the manufacturer under the brand name D + 160-315,
мелкая с размерами частиц до 50 мкм под маркой фракция "С", изготавливаемая на заводах-производителях СТРТ.a fine fraction "C" with particle sizes up to 50 microns under the brand name, manufactured at the STRT manufacturing plants.
В зависимости от состава СТРТ и требований по баллистическим и физико-механическим характеристикам соотношение между фракциями перхлората аммония составляет:Depending on the composition of the STRT and the requirements for ballistic and physical-mechanical characteristics, the ratio between the fractions of ammonium perchlorate is:
Содержание каждого из вводимых добавочных компонентов не превышает 0,4%.The content of each of the added additive components does not exceed 0.4%.
Из теории и практики смешивания известно, что чем меньше разница в содержании смешиваемых компонентов, тем быстрее происходит их распределение между собой. Поэтому при малом содержании добавочных компонентов необходимо их предварительно смешивать с частью основного компонента - перхлората аммония.It is known from the theory and practice of mixing that the smaller the difference in the content of the mixed components, the faster their distribution among themselves. Therefore, with a low content of additional components, they must first be mixed with part of the main component - ammonium perchlorate.
Мелкая фракция ПХА обладает плохой сыпучестью, комкуется и слеживается. По этой причине при загрузке сначала мелкой фракции она займет донную часть смесителя. Находясь в зазоре между дном смесителя и лопастями, мелкая фракция будет плохо перемешиваться с крупной фракцией.The fine fraction of PHA has poor flowability, crumbles and coalesces. For this reason, when first loading the fine fraction, it will occupy the bottom of the mixer. Being in the gap between the bottom of the mixer and the blades, the fine fraction will mix poorly with the coarse fraction.
Крупная фракция обладает текучестью, не комкуется и не слеживается. При загрузке крупной фракции в начале процесса, а затем мелкой фракции условия для перемешивания улучшаются. В этом случае мелкая фракция проходит в промежутки между частицами крупной фракции, что способствует более качественному перемешиванию. С учетом вышеуказанных принципов разработан технологический процесс приготовления рабочей смеси порошков.The coarse fraction has fluidity, does not crumple and does not cake. When loading the coarse fraction at the beginning of the process, and then the fine fraction, the conditions for mixing are improved. In this case, the small fraction passes into the gaps between the particles of the large fraction, which contributes to better mixing. Based on the above principles, a technological process for the preparation of a working mixture of powders has been developed.
Схема технологического процесса приведена на чертеже.The process diagram is shown in the drawing.
По приведенной схеме крупную фракцию с размером частиц 160-315 мкм из бункера 1 шнековым питателем подают в порционный весовой дозатор 3, настроенный на взятие % части этой фракции и ссыпают в двухвальный смеситель 5 с лопастями. Затем мелкую фракцию ПХА с размером частиц менее 50 мкм из бункера 2 с ворошителем при помощи питающего шнека подают в порционный весовой дозатор 3, настроенный на взятие 1/4 части требуемой навески этой фракции. Навеску ссыпают в двухвальный смеситель 5 с лопастями. Затем всю навеску добавочных компонентов дозируют дозатором 4 в двухвальный смеситель 5 с лопастями. Включают реверсивный шнек 6 на запирание и привод двухвального смесителя 5 с лопастями на перемешивание в течение 5-7 минут. В этот период происходит распределение крупной и мелкой фракций и добавочных компонентов в объеме двухвального смесителя 5 с лопастями. Лопасти на валах закреплены таким образом, что обеспечивают циркуляцию перемешиваемых компонентов, перемещая их из одной половины смесителя в другую. Аналогичным образом производят дозирование второй, третьей и четвертой частей крупной и мелкой фракций ПХА. После загрузки последних порций крупной и мелкой фракций их перемешивают в двухвальном смесителе с лопастями, после 5-7 минут перемешивания отключают реверсивный шнек и продолжают перемешивание до 30÷36 минут. Прибавленную вышеуказанным образом рабочую смесь порошков выгружают. Для этого включают привод двухвального смесителя с лопастями, реверсивный шнек 6 на режим выгрузки, транспортный шнек 7. При этом рабочая смесь порошков поступает в бункер 8. По истечении 5 минут включают сепаратор 10, транспортный шнек 9, и просеянная на сепараторе рабочая смесь порошков поступает в контейнер 11. После набора заданной массы рабочей смеси порошков в контейнере 11 по показаниям весов 12 автоматически отключаются сепаратор и транспортный шнек. Заполненный контейнер заменяют на пустой и процесс продолжают, включив сепаратор 10 и транспортный шнек 9.According to the above scheme, a coarse fraction with a particle size of 160-315 μm from the hopper 1 is fed by a screw feeder into a
Выбор оптимальных параметров способа приготовления рабочей смеси порошков подтверждается нижеуказанным примером.The selection of the optimal parameters of the method of preparation of the working mixture of powders is confirmed by the following example.
Пример.Example.
Требуется изготовить по 1000 кг рабочей смеси порошков при крайних значениях содержания крупной и мелкой фракции - с содержанием крупной фракции 80 мас.% и 20 мас.% мелкой и 20 мас.% крупной и 80 мас.% мелкой фракций, а также по 0,4% фосфата кальция - добавки против слеживания.It is required to produce 1000 kg of a working mixture of powders at extreme values of the coarse and fine fractions - with the coarse fractions 80 wt.% And 20 wt.% Fine and 20 wt.% Coarse and 80 wt.% Fine fractions, as well as 0, 4% calcium phosphate - anti-caking additives.
Для приготовления рабочей смеси порошков необходимо в первом случае дозировать 800 кг крупной и 200 кг фракции с размером частиц менее 50 мкм, а также 4 кг фосфата кальция, а во втором случае 200 кг крупной и 800 кг мелкой. Для загрузки в четыре приема необходимо дозировать по 200 кг крупной и 50 кг мелкой фракции в первом случае и по 50 кг крупной и 200 кг мелкой во втором случае в каждый прием.To prepare a working mixture of powders, it is necessary in the first case to dose 800 kg of coarse and 200 kg fractions with a particle size of less than 50 μm, as well as 4 kg of calcium phosphate, and in the second case, 200 kg of coarse and 800 kg of fine. For loading in four doses, it is necessary to dose 200 kg of coarse and 50 kg of fine fraction in the first case and 50 kg of coarse and 200 kg of fine in the second case at each dose.
Режимы приготовления рабочей смеси порошков для указанных случаев приведены в таблице 1.The modes of preparation of the working mixture of powders for these cases are shown in table 1.
При приведенных в таблице 1 режимах по визуальным наблюдениям обеспечивается равномерное распределение фракций в объеме смесителя и отсутствие высыпания из двухвального смесителя через реверсивный шнек.With the visual observation modes shown in Table 1, a uniform distribution of fractions in the volume of the mixer and the absence of precipitation from the twin-shaft mixer through the reversing screw are ensured.
Для установления требуемого времени перемешивания в четвертом приеме проведено определение влияния продолжительности перемешивания на качество рабочей смеси порошков по гранулометрическому составу. При этом взяты предельные значения в соотношении между фракциями, как наиболее трудносмешиваемые, а именноTo establish the required mixing time in the fourth step, the influence of the duration of mixing on the quality of the working mixture of powders by granulometric composition was determined. In this case, the limiting values in the ratio between the fractions are taken, as the most difficult to mix, namely
Оценка качества приготовления РСП по вышеприведенным режимам показана в таблице 2.Assessment of the quality of the preparation of the CPD in the above modes is shown in table 2.
По приведенным в таблице 2 данным минимально допустимое время перемешивания, при котором обеспечивается получение рабочих смесей порошков с заданным гранулометрическим составом, составляет 30 минут. Увеличение времени перемешивания приводит к снижению производительности технологического процесса. С учетом выполнения технологических требований ведения процесса максимально допустимое время перемешивания устанавливается 36 минут.According to the data in table 2, the minimum allowable mixing time, which ensures the production of working mixtures of powders with a given particle size distribution, is 30 minutes. An increase in mixing time leads to a decrease in the productivity of the process. Given the fulfillment of the technological requirements of the process, the maximum allowable mixing time is set to 36 minutes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121384/05A RU2434833C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Method of producing working mix of powders |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121384/05A RU2434833C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Method of producing working mix of powders |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2434833C1 true RU2434833C1 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=45318157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121384/05A RU2434833C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Method of producing working mix of powders |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2434833C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501774C1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of producing pyrotechnic composition |
RU2521584C1 (en) * | 2013-01-24 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Method of producing mixture of fractions of oxidant from class of perchlorates |
-
2010
- 2010-05-26 RU RU2010121384/05A patent/RU2434833C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501774C1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of producing pyrotechnic composition |
RU2521584C1 (en) * | 2013-01-24 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Method of producing mixture of fractions of oxidant from class of perchlorates |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3221038B1 (en) | Multi-channel gravimetric batch blender, and related method | |
RU2434833C1 (en) | Method of producing working mix of powders | |
CN1042324C (en) | Process and device for preparing tribasic propellant powder | |
CN105366382A (en) | Batching device for uniformly and continuously measuring microscale solid powder and particles | |
RU2563689C1 (en) | Method of feed preparation | |
CN104938795A (en) | Horizontal type premix pig feed production process and device | |
RU2085622C1 (en) | Method of preparing dry blend for manufacturing anodes for aluminium production | |
RU2333188C1 (en) | Process of manufacturing products from explosive compound | |
US3144367A (en) | Inorganic nitrate explosive composition coated with hydrazine or guanidine compounds | |
RU2263094C1 (en) | Method of mixing of components of explosive composition | |
CN209152319U (en) | A kind of feed production system | |
CN108153340B (en) | Automatic batching method | |
RU2316524C1 (en) | Method of preparing fuel mass for charge of mixed solid propellant | |
RU2249364C2 (en) | Bread mixture containing wheat flour and rye flour, and method for producing the same | |
RU2666852C2 (en) | Method of preparing thermoplastic energy composition | |
DE4122062C2 (en) | Process for the preparation of a dry substance for the production of electrodes | |
RU2280630C1 (en) | Method of mixing of the components of the explosive compositions | |
JP4781485B1 (en) | Split kneading method | |
RU2238015C1 (en) | Apparatus for preparing of combined feeds | |
CN102312087B (en) | Pellet batching device and pellet batching method | |
RU2248340C1 (en) | Method of production of industrial explosives and a device of its realization | |
US3800012A (en) | Method and apparatus for semi-continuous preparation of an explosive composition | |
EP0178823A1 (en) | Process for the production of propellant powders | |
CN219733458U (en) | Mine filling system | |
RU2602120C2 (en) | Method of explosive composition components mixing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150514 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200527 |