RU2571748C1 - Production of spherical powder - Google Patents
Production of spherical powder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571748C1 RU2571748C1 RU2014130973/05A RU2014130973A RU2571748C1 RU 2571748 C1 RU2571748 C1 RU 2571748C1 RU 2014130973/05 A RU2014130973/05 A RU 2014130973/05A RU 2014130973 A RU2014130973 A RU 2014130973A RU 2571748 C1 RU2571748 C1 RU 2571748C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- pulsation
- column
- flow rate
- sorting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства гранулированных материалов по водно-дисперсионной технологии, в частности сферических порохов (СФП).The invention relates to the field of production of granular materials by water-dispersion technology, in particular spherical powders (TFP).
Способ получения СФП включает фазы формирования гранул по водно-дисперсионному методу, промывки, сортировки, флегматизации, сушки.The method for producing TFP includes the phases of granule formation by the water-dispersion method, washing, sorting, phlegmatization, drying.
Водно-дисперсионный способ формирования гранулированных материалов предполагает получение гранул в широком диапазоне геометрических размеров (D=0,1-3,0 мм). Поэтому необходимый фракционный состав материала достигается последующей сортировкой влажных гранул после фазы формирования и промывки.The water-dispersion method of forming granular materials involves obtaining granules in a wide range of geometric sizes (D = 0.1-3.0 mm). Therefore, the necessary fractional composition of the material is achieved by subsequent sorting of the wet granules after the formation and washing phases.
Для этих целей широко используется ситовой метод классификации [1]. Сортировка на ситах позволяет выделить узкие по размерам фракции материала. Как один из вариантов сортировки на заводах применяется двухкаскадная сортировка, принцип работы которой основан на отделении целевой фракции от мелких и крупных зерен в процессе вращения сетчатых барабанов и перемещении шнеком мокрого полуфабриката, представляющего собой высококонцентрированную суспензию.For these purposes, the sieve method of classification is widely used [1]. Sorting on sieves allows you to select fractions of a narrow size material. As one of the sorting options at the plants, two-stage sorting is used, the principle of operation of which is based on the separation of the target fraction from small and large grains during the rotation of the mesh drums and the movement of a wet semi-finished product by the screw, which is a highly concentrated suspension.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) [2] является способ получения сферического пороха, включающий получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата (ЭА) из сферического пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой, при этом водно-пороховую суспензию из напорной емкости секторным питателем подают на мокрую двухкаскадную сортировку во внутреннюю шнековую часть вращающегося барабана, установленного под углом 1-5° относительно горизонтальной оси движения пороха. На поверхности шнековой части барабана устанавливают сетки с размером №010, 015, 020, 040, 056, 063 и 070, которые обеспечивают получение заданного фракционного состава пороха в зависимости от его назначения. Сверху барабан орошают водой под давлением 1-2 кгс/см2 через центробежные форсунки.The closest technical solution (prototype) [2] is a method for producing spherical powder, including obtaining powder varnish in a reactor, dispersing it onto spherical particles, dehydrating and distilling ethyl acetate (EA) from spherical powder, followed by washing, sorting and drying, while water -powder suspension from a pressure vessel by a sector feeder is fed to a wet two-stage sorting into the inner screw part of a rotating drum installed at an angle of 1-5 ° relative to the horizontal axis zheniya gunpowder. On the surface of the screw part of the drum, nets are installed with sizes No. 010, 015, 020, 040, 056, 063 and 070, which provide the desired fractional composition of the powder, depending on its purpose. From above the drum is irrigated with water at a pressure of 1-2 kgf / cm 2 through centrifugal nozzles.
Недостатками метода являются:The disadvantages of the method are:
- необходимость замены сеток при изменении фракционного состава продукта;- the need to replace grids when changing the fractional composition of the product;
- образование в процессе сортировки структур элементов с коагуляционным и фазовым типами контакта в результате высокой концентрации дисперсной фазы и сильно развитой межфазной поверхности (сплошная пространственная структура). Вследствие этого для высокопористых и пористых материалов в возвратно технологических отходах может находиться до 20-25% годной фракции. Продукт часто возвращается на повторную сортировку;- the formation in the process of sorting the structures of elements with coagulation and phase types of contact as a result of a high concentration of the dispersed phase and a highly developed interphase surface (solid spatial structure). As a result, for highly porous and porous materials, up to 20–25% of the suitable fraction can be in recycled technological waste. The product is often returned for re-sorting;
- влияние формы элемента на эффективность сортировки.- the influence of the shape of the element on the efficiency of sorting.
Поскольку плотный слой гранул является препятствием для встречи их с отверстиями сетки, пути повышения эффективности сортировки связаны с увеличением свободного движения в поле гравитации отдельных частиц.Since the dense layer of granules is an obstacle to their meeting with the holes of the mesh, ways to increase the sorting efficiency are associated with an increase in the free movement of individual particles in the gravitational field.
Целью изобретения является повышение эффективности сортировки пороховых гранул любой плотности за счет перевода плотного слоя пороха во взвешенное состояние, которое реализуется при гидравлической классификации в восходящем гидродинамическом потоке. Наиболее перспективны для этих целей аппараты колонного типа, в частности пульсационные колонны с насадками КРИМЗ.The aim of the invention is to increase the efficiency of sorting powder granules of any density by translating a dense layer of gunpowder into a suspended state, which is realized by hydraulic classification in an upward hydrodynamic flow. The most promising for these purposes are column-type apparatuses, in particular, pulsation columns with KRIMZ nozzles.
Поставленная цель достигается способом получения сферического пороха, включающим получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата (ЭА) из сферического пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой, отличающимся тем, что водная суспензия сформированного пороха из напорной емкости подается в верхнюю часть пульсационной колонны с насадками КРИМЗ, в нижнюю часть колонны подается вода со скоростью потока (5,0-7,5)·10-2 м/с, пульсация потока создается за счет подачи сжатого воздуха с частотой пульсации 36-38 колебаний в минуту, после отделения мелкой фракция целевая и крупная фракции повторно разделяются при скорости потока 8,0·10-2-1,0·10-1 м/с при той же частоте пульсации.This goal is achieved by a method for producing spherical powder, including obtaining powder varnish in a reactor, dispersing it onto spherical particles, dehydrating and distilling ethyl acetate (EA) from spherical powder, followed by washing, sorting and drying, characterized in that the aqueous suspension of the formed powder from the pressure vessel is fed into the top of the column pulse KRIMZ with nozzles in the lower part of the column is fed with a water flow rate of (5.0-7.5) x 10 -2 m / s, the flow pulsation generated by feeding compressed of air with a frequency ripple 36-38 oscillations per minute, after separating a fine fraction of the target and a large fraction of re-divided at a flow rate of 8.0 · 10 -2 -1.0 · 10 -1 m / sec at the same frequency of pulsation.
На чертеже приведена схема технологической установки.The drawing shows a diagram of a technological installation.
В нижнюю часть колонны (4) из напорной емкости (1) восходящим потоком подается вода, расход которой контролируется ротаметром (2). По мере прохождения пороха сверху вниз по колонне мелкая фракция мелкая фракция отделяется и уносится восходящим потоком воды через верхнюю часть аппарата в сборник возвратно-технологических отходов (ВТО) (6). Целевая и крупная фракции, достигнув в процессе осаждения нижней части аппарата, непрерывно извлекаются эрлифтом (5) в сцежу (3). Сжатый воздух через рессивер (прибор, сглаживающий перепады давления) (8) поступает в пульсатор (7).From the pressure vessel (1) the bottom part of the column (4) is supplied with an upward flow of water, the flow rate of which is controlled by a rotameter (2). As gunpowder passes from top to bottom along the column, the fine fraction of the fine fraction is separated and carried away by an ascending stream of water through the upper part of the apparatus into the collection of reciprocal-technological waste (WTO) (6). The target and coarse fractions, having reached during the deposition of the lower part of the apparatus, are continuously extracted by the airlift (5) in the decantation (3). Compressed air through a receiver (a device that smooths pressure drops) (8) enters the pulsator (7).
Пульсационная колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, внутри которого установлены распределительные насадки КРИМЗ, которые смонтированы на центральном стержне с заданным шагом. Верхняя зона колонны имеет патрубок для подачи исходного продукта. В нижнюю зону непрерывным восходящим потоком подается вода, которая, достигнув противотоком верхней части колонны, выводится из аппарата через штуцер. Для непрерывного удаления пороха из нижней части колонны применяется эрлифт.The pulsation column is a vertical cylindrical apparatus, inside of which KRIMZ distribution nozzles are installed, which are mounted on the central rod with a given step. The upper zone of the column has a pipe for supplying the original product. Water is supplied to the lower zone by a continuous upward flow, which, having reached the countercurrent of the upper part of the column, is discharged from the apparatus through the fitting. For continuous removal of gunpowder from the bottom of the column, an airlift is used.
Пульсация гидродинамического потока в колонне осуществляется посредством сжатого воздуха за счет периодического изменения его давления в пульсационной камере, которая соединена с колонной. Наличие пульсации сплошной фазы относительно неподвижно установленной насадки позволяет резко снизить коэффициент продольного перемешивания и организовать структуру потоков, близкую к продольному вытеснению (Re=50).The pulsation of the hydrodynamic flow in the column is carried out by means of compressed air due to periodic changes in its pressure in the pulsation chamber, which is connected to the column. The presence of pulsations of the continuous phase with respect to the fixedly mounted nozzle makes it possible to sharply reduce the coefficient of longitudinal mixing and organize the flow structure close to longitudinal displacement (Re = 50).
Исследования проведены в пульсационной колонне диаметром 0,1 м и высотой рабочей зоны 1,7 м. В рабочей зоне установлены 34 насадки КРИМЗ, представляющие собой пробивные сита с П-образными прорезями и отогнутыми лепестками, расположенными наклонно над образовавшимися отверстиями. Расстояние между насадками 0,05 м. Для визуального наблюдения за распределением двухфазного потока в рабочей части имеется прозрачное цилиндрическое окно. Пульсация восходящего потока воды создается посредством сжатого воздуха, подводимого через пульсатор.The studies were carried out in a pulsation column with a diameter of 0.1 m and a height of the working zone of 1.7 m. 34 KRIMZ nozzles were installed in the working zone, which are punch sieves with U-shaped slots and bent petals located obliquely above the holes formed. The distance between the nozzles is 0.05 m. For visual observation of the distribution of the two-phase flow in the working part there is a transparent cylindrical window. The ripple of the upward flow of water is created by means of compressed air supplied through a pulsator.
Непрерывная загрузка продукта осуществляется в патрубок верхней отстойной зоны колонны.Continuous loading of the product is carried out in the pipe of the upper settling zone of the column.
Примеры выполнения сортировки продукта в пределах граничных условий, за их пределами, а также по известному способу приведены в таблице 1.Examples of the sorting of the product within the boundary conditions, beyond them, as well as by a known method are shown in table 1.
Чем меньше геометрические размеры и выше пористость гранул, тем меньше должна быть скорость потока. Для каждой фракции пороха подбираются свои оптимальные режимы, обеспечивающие наибольшую эффективность разделения гранул. Оптимизация режимов сортировки показана на примере продукта с целевой фракцией 0,8-1,0 мм при частоте пульсации 37 колебаний в минуту. Определение фракционного состава продукта проводилось ситовым анализом. Эффективность разделения оценивалась как разница между коэффициентами разделения граничной крупности в отсортированных порохах.The smaller the geometric dimensions and the higher the porosity of the granules, the lower the flow rate should be. For each fraction of gunpowder, their optimal modes are selected that provide the greatest efficiency in the separation of granules. Optimization of sorting modes is shown on the example of a product with a target fraction of 0.8-1.0 mm at a pulsation frequency of 37 vibrations per minute. Determination of the fractional composition of the product was carried out by sieve analysis. The separation efficiency was estimated as the difference between the separation coefficients of the boundary fineness in sorted gunpowder.
С увеличением скорости потока от 5,7·10-2 до 7,3·10-2 м/с содержание мелкой фракции уменьшается с 16,5 до 1,6 мас. %. При этом наблюдается рост целевой фракции в мелочи, удаленной потоком воды, оптимальный уровень разделения достигается при скорости потока равной 6,7·10-2 м/с. При этой скорости унос целевой фракции с мелочью минимален и составляет 0,5%. Содержание мелкой фракции (0,8 мм и менее) в отсортированном продукте также минимально и составляет 2,1%. Суммарная эффективность выделения мелкой фракции при скорости 6,7·10-2 м/с по граничной крупности 0,8 мм составляет 94,9% (таблица 2).With an increase in the flow rate from 5.7 · 10 -2 to 7.3 · 10 -2 m / s, the content of the fine fraction decreases from 16.5 to 1.6 wt. % At the same time, the growth of the target fraction in fines removed by the water flow is observed, the optimal separation level is achieved at a flow rate of 6.7 · 10 -2 m / s. At this speed, the ablation of the target fraction with fines is minimal and amounts to 0.5%. The content of the fine fraction (0.8 mm or less) in the sorted product is also minimal and amounts to 2.1%. The total efficiency of separation of the fine fraction at a speed of 6.7 · 10 -2 m / s at a boundary fineness of 0.8 mm is 94.9% (table 2).
Отделение от продукта фракции более 1 мм осуществлялось при повторном прохождении отсортированного от мелочи (менее 0,8 мм) продукта через колонну. В нижнюю часть колонны из напорной емкости через ротаметр подавалась вода. Скорость потока устанавливали таким образом, чтобы крупная фракция (более 1 мм) осаждалась в нижней части колонны, а целевая (0,8-1,0 мм) - выносилась на сцежу (3). Оптимальное разделение продукта при граничной крупности 1,0 мм осуществляется при скорости гидродинамического потока равной 9,7·10-2 м/с. При этой скорости проскок целевой фракции в крупную минимален и составляет 1% при минимальном содержании крупноты в годной фракции (2,6%). Эффективность разделения составляет 93,6%. При увеличении или уменьшении скорости потока эффективность разделения резко падает (таблица 3).Separation of a fraction of more than 1 mm from the product was carried out with repeated passage of the product sorted from fines (less than 0.8 mm) through the column. Water was supplied to the bottom of the column from the pressure vessel through a rotameter. The flow rate was set in such a way that a large fraction (more than 1 mm) was deposited in the lower part of the column, and the target fraction (0.8-1.0 mm) was taken out on a filter (3). The optimal separation of the product with a boundary particle size of 1.0 mm is carried out at a hydrodynamic flow rate of 9.7 · 10 -2 m / s. At this speed, the breakthrough of the target fraction to coarse is minimal and amounts to 1% with a minimum content of coarse grains in the suitable fraction (2.6%). The separation efficiency is 93.6%. With an increase or decrease in the flow rate, the separation efficiency drops sharply (table 3).
Таким образом, исследования показали эффективность процесса сортировки продукта в пульсационной колонне при оптимальной скорости гидродинамического потока (таблица 4). Так, содержание требуемой целевой фракции 0,8-1,0 мм в готовом продукте составляет 95,8%. Унос в ВТО целевой фракции равен 4%. Эффективность разделения продукта по фракции 0,8-1,0 мм составляет 94,5%.Thus, studies have shown the effectiveness of the process of sorting the product in a pulsation column at the optimal hydrodynamic flow rate (table 4). So, the content of the desired target fraction of 0.8-1.0 mm in the finished product is 95.8%. The ablation in the WTO of the target fraction is 4%. The separation efficiency of the product fraction of 0.8-1.0 mm is 94.5%.
Изготовление пороха за пределами граничных условии приводит к ухудшению эффективности разделения. В отличие от прототипа форма гранул не оказывает влияния на качество разделения продукта по фракциям.The manufacture of gunpowder outside the boundary condition leads to a deterioration in separation efficiency. Unlike the prototype, the shape of the granules does not affect the quality of the separation of the product into fractions.
При этом необходимо отметить еще один положительный момент проведения сортировки в пульсационной колонне. Такое оформление технологического процесса дает возможность совместить в одном аппарате две операции: сортировки и промывки пороха от эмульгатора, которая при штатном оформлении процесса осуществляется в разных аппаратах (барабанной сортировке и емкости с перемешивающим устройством).In this case, it is necessary to note one more positive moment of sorting in the pulsation column. This design of the technological process makes it possible to combine two operations in one apparatus: sorting and washing of gunpowder from an emulsifier, which is carried out in different apparatuses during standard design of the process (drum sorting and containers with a mixing device).
При высоте колонны 5,28 м расход воды на промывку пороха сокращается в 4,5 раза по сравнению с существующей технологией и составляет 2 т на 1 т продукта, остаточное содержание клея 0,01% при производительности операции сортировки 2,5 тыс. т продукта/год.With a column height of 5.28 m, the water consumption for washing powder is reduced by 4.5 times compared to the existing technology and is 2 tons per 1 ton of product, the residual adhesive content is 0.01% with a sorting operation productivity of 2.5 thousand tons of product /year.
Источники информацииInformation sources
1. В.И. Гиндич. Технология пироксилиновых порохов. Т. 2. Казань, 1995. - С. 339-341.1. V.I. Hindich Technology of pyroxylin powders. T. 2. Kazan, 1995 .-- S. 339-341.
2. Патент РФ №2 497786 (2013), МКИ7 C06B 21/00. Способ получения сферического пороха для стрелкового оружия (прототип).2. RF patent No. 2 497786 (2013), MKI 7 C06B 21/00. A method of obtaining spherical powder for small arms (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014130973/05A RU2571748C1 (en) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Production of spherical powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014130973/05A RU2571748C1 (en) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Production of spherical powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2571748C1 true RU2571748C1 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=54871463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014130973/05A RU2571748C1 (en) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Production of spherical powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2571748C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB775777A (en) * | 1953-09-30 | 1957-05-29 | Olin Mathieson | Improvements in or relating to process of reducing density of propellent powder grains |
| CN102675007A (en) * | 2012-06-08 | 2012-09-19 | 姚鲁 | Method for preparing primer mixture-free powder charge with high mechanical sensitivity |
| RU2497786C1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-11-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of obtaining spherical gunpowder for small arms |
| RU2516516C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-05-20 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of producing spherical powder |
-
2014
- 2014-07-25 RU RU2014130973/05A patent/RU2571748C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB775777A (en) * | 1953-09-30 | 1957-05-29 | Olin Mathieson | Improvements in or relating to process of reducing density of propellent powder grains |
| RU2497786C1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-11-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of obtaining spherical gunpowder for small arms |
| RU2516516C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-05-20 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of producing spherical powder |
| CN102675007A (en) * | 2012-06-08 | 2012-09-19 | 姚鲁 | Method for preparing primer mixture-free powder charge with high mechanical sensitivity |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГИНДИЧ В.И. ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОКСИЛИНОВЫХ ПОРОХОВ, Т.2. ПРОИЗВОДСТВО ПОРОХОВ. КАЗАНЬ, 1995, с.339-341. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103816992B (en) | A kind of coarse slime dense medium sorting process and system | |
| Singh et al. | Analysis of separation response of Kelsey centrifugal jig in processing fine coal | |
| US2708517A (en) | Hydraulic classification of solids | |
| CN105170306B (en) | A kind of washing process for the high high high spoil coal of mud of ash | |
| Mijał et al. | Development of dry coal gravity separation techniques | |
| US6666335B1 (en) | Multi-mineral/ash benefication process and apparatus | |
| CN105709944A (en) | Industrial adjustable grading steady-flow swirler | |
| RU2571748C1 (en) | Production of spherical powder | |
| Nayak et al. | Separation behaviour of iron ore fines in Kelsey Centrifugal Jig | |
| Wang et al. | Inclusion of screening to remove fish-hook effect in the three products hydro-cyclone screen (TPHS) | |
| RU2577343C2 (en) | Dry separation and dressing and system to this end | |
| CN103817075B (en) | Novel hydraulic classification two-section arc screen | |
| RU2497786C1 (en) | Method of obtaining spherical gunpowder for small arms | |
| US2817441A (en) | Process for separating mixture of solid particles into fractions by means of a hydrocyclone | |
| Sha et al. | Effect of the column height on the performance of liquid–solid fluidized bed for the separation of coarse slime | |
| US4071440A (en) | Method and apparatus of stratification with tangential feed | |
| CN113578515B (en) | Protective sorting equipment and method for large-scale graphite | |
| CN210614000U (en) | Inclined channel reinforced heavy medium shallow slot sorting device | |
| RU2490068C2 (en) | Method of dressing of iron ore | |
| CN108355830B (en) | Fine sand resource recovery system and process in building stone mine tailing pond | |
| CN204338351U (en) | A kind of industrial adjustable classification current stabilization cyclone | |
| DE102015108563B3 (en) | Setting machine for the wet mechanical separation of bulk solids | |
| WO2019069671A1 (en) | Wet separation method and wet separation apparatus | |
| RU2819597C1 (en) | Device for sorting semi-finished ball propellants | |
| RU2209680C2 (en) | Flushing rotary separator |