SE435614B

SE435614B - Melting pot for the explosives

Info

Publication number: SE435614B
Application number: SE7904653A
Authority: SE
Inventors: H Wagner; M Schaefers
Original assignee: Wasagchemie Ag
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1984-10-08
Also published as: FI67838B; BE876769A; FI791795A; NO146860C; NO146860B; DE2824591C2; FI791796A; GB2024796B; SE435615B; ES481239A1; GR71736B; GB2024194B; NO147519C; FR2428014B1; ZA792739B; DE2824591B1; AT371792B; CH641430A5; NO147519B; TR20579A

Description

79019653-8 l0 l5 20 25 30 35 40 2 Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning genom att sidoväggarna uppvisar ett antal flänsar riktade in i smält- kärlet, vilka flänsar genomströmmas av värmemedium. This is achieved according to the present invention in that the side walls have a number of flanges directed into the melting vessel, which flanges are flowed through by heating medium.

Vid smältkärlet enligt uppfinningen ger flänsarna en betydande ökning av den yta, via vilken sprängämnet kan be- handlas genom värmeutbyte med värmemediet. Detta möjliggör, även vid små temperaturskillnader mellan värmemediet och sprängämnessmältan, att pâ kort tid tillföra resp avleda stora värmemängder till smältan. Detta ger en stor smält- kapacitet och en snabb inställning av sprängämnessmältan till den av värmemediet innehavda temperaturen. Flänsarna har den ytterligare fördelaktiga verkan, att de fungerar liksom "vågbrytare" på den av rörverket omrörda sprängämnes- smältan och därigenom åstadkommer en mycket intensiv och synnerligen snabb genomblandning av smältan i alla dess de- lar. Genom sprängämnets dåliga värmeledningsförmåga bidrager även detta till snabb värmeövergång mellan sprängämnessmältan och värmemediet. Dessutom uppnås en mycket likformig tempe- raturfördelning i sprängämnessmältan utan uppkomst av nämn- värda temperaturgradienter även i närheten av sidoväggen.In the melting vessel according to the invention, the flanges give a significant increase in the surface via which the explosive can be treated by heat exchange with the heating medium. This makes it possible, even with small temperature differences between the heating medium and the explosive melt, to supply or dissipate large amounts of heat to the melt in a short time. This gives a large melting capacity and a quick adjustment of the explosive melt to the temperature held by the heating medium. The flanges have the further advantageous effect that they act as "breakwaters" on the explosive melt stirred by the pipeline and thereby provide a very intensive and extremely fast mixing of the melt in all its parts. Due to the explosive's poor thermal conductivity, this also contributes to a rapid heat transfer between the explosive melt and the heating medium. In addition, a very uniform temperature distribution is achieved in the explosive melt without the appearance of significant temperature gradients even in the vicinity of the side wall.

Det senare möjliggör en aktiv, snabb avkylning av spräng- ämnessmältan till gjuttemperatur medelst värmemediet - vil- ket i detta fall verkar på smältan såsom kylmedium - utan att fara uppstår för skalbildningar genom stelnat spräng- ämne vid smältkärlets sidovägg. I jämförelse med hittills använda naturliga avkylningsförlopp förkortas därvid ti- den för ernående av gjuttemperaturen drastiskt, exempelvis från hittillsvarande 2 timmar till l0 - 15 minuter. Slutli- gen är det även möjligt vid smältkärlet enligt uppfinningen, att i förbindelse med en lämplig temperaturreglering för värmemediet hålla en utkristalliserad sprängämnessmälta vid gjuttemperatur under flera timmar, utan att en termiskt be- tingad förändring av smältan sker. Smältans vidare bearbet- ning kan alltså ske utan problem under en längre tidsperiod.The latter enables an active, rapid cooling of the explosive melt to casting temperature by means of the heating medium - which in this case acts on the melt as a cooling medium - without danger of scaling due to solidified explosive at the side wall of the melting vessel. In comparison with the natural cooling processes used so far, the time for reaching the casting temperature is drastically shortened, for example from the previous 2 hours to 10 - 15 minutes. Finally, it is also possible with the melting vessel according to the invention, in connection with a suitable temperature control for the heating medium, to keep a crystallized explosive melt at casting temperature for several hours, without a thermally conditioned change of the melt taking place. The further processing of the melt can thus take place without problems for a longer period of time.

Lämpligen avgränsar varje fläns en separat kanal för värmemediet, varvid likformigheten hos värmeövergângen mel- lan värmemediet och sprängämnessmältan ytterligare ökas.Suitably, each flange defines a separate channel for the heating medium, whereby the uniformity of the heat transfer between the heating medium and the explosive melt is further increased.

Vid en föredragen utföringsform av smältkärlet består dettas sidovägg av en slät yttermantel och i form av flän- sarna veckad innermantel, varvid innermanteln helst är våg- l0 20 25 30 35 40 7904653-8 3 format veckad och med sin utåt placerad vågtopp ligger tätt an mot yttermanteln. Vid denna utformning'blir framställ- ningen av smältkärlet särskilt enkelt. Dessutom erhålles en i förhållande till sidoväggens ytteryta särskilt stor inner- yta, vilket naturligtvis är befrämjande för värmeövergångens hastighet.In a preferred embodiment of the melting vessel, its side wall consists of a smooth outer jacket and in the form of the flanges folded inner jacket, the inner jacket preferably being wavy in shape and with its outwardly placed wave top lying close together. against the outer mantle. With this design, the production of the melting vessel becomes particularly simple. In addition, a particularly large inner surface is obtained in relation to the outer surface of the side wall, which is of course conducive to the speed of the heat transfer.

Det har visat sig särskilt förmånligt, särskilt med av- seende på funktionen såsom “vågbrytare", om flänsarna har triangulärt tvärsnitt. Därjämte kan naturligtvis även andra tvärsnittsformer, t ex halvcirkelformade tvärsnitt, komma i fråga. Även med avseende på den riktning med vilken flänsarna är riktade in i smältkärlet, är olika möjligheter tänkbara.It has proved particularly advantageous, especially with regard to the function as a "breakwater", if the flanges have a triangular cross-section. In addition, of course, other cross-sectional shapes, such as semicircular cross-sections, may also be considered. Also with regard to the direction in which the flanges are directed into the melting vessel, various possibilities are conceivable.

Företrädesvis väljes deras riktning så, att flänsarna sträc- ker sig parallellt med den av rörverket vid sidoväggen alst- rade huvudströmningsriktningen hos sprängämnessmältan. Dä förhindras nämligen effektivast att rörverket endast sätter hela smältan i roterande rörelse utan inre blandning. Dess- utom kommer då sprängämnessmältan med största möjliga has- tighet och med en homogen strömning vid flänsarnas område att ledas längs dessa, vilket dessutom är gynnsamt med av- seende pâ hastigheten hos värmeutbytet.Preferably, their direction is chosen so that the flanges extend parallel to the main flow direction of the explosive melt generated by the pipe at the side wall. This effectively prevents the pipework from only setting the entire melt in rotary motion without internal mixing. In addition, the explosive melt will then be conducted along these areas with the greatest possible speed and with a homogeneous flow at the area of the flanges, which is also favorable with regard to the speed of the heat exchange.

Vid den föredragna utföringsformen av smältkärlet en- ligt uppfinningen har den sist nämnda synpunkten beaktats genom att rörverket är försett med ett propellerblad vid en lodrät axel och att flänsarna är riktade lodrätt.In the preferred embodiment of the melting vessel according to the invention, the latter point of view has been taken into account in that the pipework is provided with a propeller blade at a vertical axis and that the flanges are directed vertically.

Smältkärlet enligt uppfinningen är särskilt avsett för behandling av trinitrotolyol och blandningar mellan trinitro- tolyol och hexogen, trinitrotolyol och ammoiumnitrat, eller trinitrotolyol/hexogen, aluminium.The melting vessel according to the invention is particularly intended for the treatment of trinitrotolyol and mixtures between trinitrotolyol and hexogen, trinitrotolyol and ammonium nitrate, or trinitrotolyol / hexogen, aluminum.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till ett schematiskt åskådliggjort utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningsfigurer, där Fig l schematiskt visar en anläggning för smältning av sprängämne med ett smältkärl enligt uppfinningen Fig 2 är ett lodrätt snitt genom smältkärlet visat i fig l och med avtaget lock Fig 3 är ett snitt längs linjen 3 - 3 i fig 2 och där Fig 4 visar ett kopplingsschema för ett UPDVäPmﬂïH9S' och kylsystem för värmemediet anslutet till smältkärlet. 7904653-8 l0 l5 20 25 30 35 40 4 ' a f~-~~~~~~ Enligt fig l innefattar en anläggning för smältning av TNT en anordning l för snabb nedsmältning av det i fast form inmatade TNT med en uppvärmd samlingstank 2 för det smälta sprängämnet. Från denna ledes det smälta sprängämnet med en temperatur liggande inom tillåten gräns över smält- punkten till en uppvärmd våganordning 3 som är kopplad till samlingstanken 2 via en uppvärmd ledning 4. Från våganord- ningen 3 föres en bestämd mängd smält sprängämne till ett smältkärl 6 via en uppvärmd ledning 5. Till vâganordningen 3 kan flera likadana smältkärl vara anslutna.The invention will now be described in more detail in connection with a schematically illustrated embodiment with reference to the accompanying drawing figures, in which Fig. 1 schematically shows a plant for melting explosives with a melting vessel according to the invention. Fig. 2 is a vertical section through the melting vessel shown in Fig. 1 and with the lid removed. Fig. 3 is a section along the line 3 - 3 in Fig. 2 and where Fig. 4 shows a wiring diagram for a UPDÄPm ﬂ ïH9S 'and cooling system for the heating medium connected to the melting vessel. 7904653-8 l0 l5 20 25 30 35 40 4 'af ~ - ~~~~~~ According to Fig. 1, a plant for melting TNT comprises a device 1 for rapid digestion of the solid-fed TNT with a heated collection tank 2 for the molten explosive. From this the molten explosive with a temperature lying within the permissible limit above the melting point is led to a heated weighing device 3 which is connected to the collecting tank 2 via a heated line 4. From the weighing device 3 a certain amount of molten explosive is conveyed to a melting vessel 6 via a heated line 5. Several similar melting vessels can be connected to the weighing device 3.

Smältkärlet 6 kommer endast att fyllas med gjutbar spräng- ämnessmälta mellan 20 - 40 % med avseende på dess maximala kärlinnehåll. Resterande andel sprängämne kommer sedan att tillföras i fast form, t ex såsom granulat. Denna andel över- går i smältkärlet till smälta. I smältkärlets inre 7 finns ett rörverk 8 som drives av en pà smältkärlets lock 9 pla- cerad motor l0 och vilken ständigt rör om sprängämnessmältan.The melting vessel 6 will only be filled with pourable explosive melt between 20 - 40% with respect to its maximum vessel content. The remaining proportion of explosive will then be added in solid form, for example as granules. This proportion changes in the melting vessel to melt. In the interior 7 of the melting vessel there is a tube plant 8 which is driven by a motor 10 placed on the lid 9 of the melting vessel and which constantly moves the explosive melt.

Det cirkelrunda smältkärlet 6 kommer att indirekt upp- värmas vid sin sidovägg ll och vid sin botten l2 medelst ett värmemedium, t ex vatten. Smältvärmet för det i fast form tillförda sprängämnet kommer inte bara att tagas från värme- mediet, utan även från den befintliga, över smälttemperatu- ren uppvärmda, sprängämnessmältan, vars temperatur därigenom sänkes. En därefter rådande temperaturskillnad till gjuttem- peraturen kommer att undanröjas genom kylning medelst värme- mediet, som i detta fall kommer att fungera såsom kylmedel med avseende på sprängämnessmältan. Den så till gjuttempe- ratur förda och vid gjuttemperatur hållna sprängämnessmältan ledes genom en uppvärmd ledning l3 t ex till en projektil- kropp som skall fyllas med sprängämnet.The circular melting vessel 6 will be indirectly heated at its side wall 11 and at its bottom 12 by means of a heating medium, eg water. The heat of fusion for the explosive supplied in solid form will not only be taken from the heating medium, but also from the existing explosive melt heated above the melting temperature, the temperature of which is thereby lowered. A subsequent temperature difference to the casting temperature will be eliminated by cooling by means of the heating medium, which in this case will act as a coolant with respect to the explosive melt. The explosive melt thus carried to the casting temperature and kept at the casting temperature is led through a heated line 13, for example to a projectile body which is to be filled with the explosive.

Delarna hos det av rostfritt stäl framställda smält- kärlet 6 visas i fig 2 och 3. Sidoväggen ll består av en slät cylindrisk yttermantel l4 och en innermantel l5 som är veckad i omkretsriktningen itrianqulär vågform som med sina erhållna utåt liggande vågtoppar l6 ligger tätt an mot ytter- manteln l4. Härigenom bildas ett flertal likformiga ihåliga flänsar l7 med triangulärt tvärsnitt vilka förlöper axiellt eller lodrätt, och som är riktade in i smältkärlets 6 inre 7, och som var och en avgränsar en separat lodrät kanal l8 för värmemediet. 10 15 20 25 30 35 40 79011653-8 5 Den svagt mot centrum nedåt 1utande bottnen 12 har en utanpå1iggande ringkana1 19 vid periferikanten, vi1ken kana1 står i förbinde1se med varje kana1 18 via öppningar 20 i bottnen. Via en rad radie11a kana1er 21 är ringkana1en 19 ans1uten ti11 en inre ringkana1 22, som omger en centra1 ans1utningsf1äns 23 för ut1opps1edningen 13 och som står i förbinde1se med ett matningsrör 24 för värmemediet. Med den yttre ringkana1en 19 samverkar en 1ikadan ringkana1 25 vid smä1tkär1ets ovansida och som 1ikaså står i förbindelse med kana1erna 18 och dessutom med ett ut1oppsrör 26 för värme- mediet. Värmemediet strömmar via in1oppsröret 24, den inre ringkana1en 22 och de radie11a kana1erna 21 ti11 den yttre ringkana1en 19 vid bottnen, varifrån det stiger uppåt genom kana1erna 18 intui f1änsarna 17 och äter strömmar samman i den yttre ringkana1en 25 och avgår via ut1oppsröret 26.The parts of the melting vessel 6 made of stainless steel are shown in Figs. 2 and 3. The side wall 11 consists of a smooth cylindrical outer jacket 14 and an inner jacket 15 which is folded in the circumferential direction and a triangular waveform which with its obtained outwardly extending wave crests 16 closely abut outer mantle l4. As a result, a plurality of uniform hollow flanges 17 with a triangular cross-section are formed which extend axially or vertically, and which are directed into the interior 7 of the melting vessel 6, and which each delimit a separate vertical channel 18 for the heating medium. The bottom slightly sloping towards the center downwards has a surface-like annular channel 19 at the peripheral edge, which channel communicates with each channel 18 via openings 20 in the bottom. Via a series of radial channels 21, the annular duct 19 is connected to an inner annular duct 22, which surrounds a central connection fitting 23 for the outlet line 13 and which is in communication with a supply pipe 24 for the heating medium. With the outer annular duct 19, a similar annular duct 25 cooperates at the upper side of the melting vessel and which is also connected to the ducts 18 and also to an outlet pipe 26 for the heating medium. The heating medium flows via the inlet pipe 24, the inner annular duct 22 and the radial ducts 21 to the outer annular duct 19 at the bottom, from where it rises upwards through the ducts 18 into the fins 17 and eats streams together in the outer annular duct 25 and exits via the outlet 26.

Ringkana1en 25 omger ett stöd 27 för 1ocket 9 som kan fästas på detta mede1st tre snabbförbindningar 28. Rörverket 8 har en 1odrät och med f1änsarna 17 para11e11 axe1 29 på vi1ken tre tvåarmade stora prope11ervingar 30 är p1acerade och som når nästan ända fram ti11 sidoväggen 11. Härigenom kommer sprängämnessmä1tan att röras omkring så att den vid det centra1a området i axe1ns närhet kommer att tryckas ned- åt, vid botten strömmar radie11t utåt och vid sidoväggen åter stiger uppåt para11e11t med samt även me11an f1änsarna 17.The ring duct 25 surrounds a support 27 for the socket 9 which can be attached thereto by means of three quick connections 28. The tube 8 has a horizontal and with the fins 17 parallel axis 29 on which three two-armed large propeller wings 30 are located and which reach almost all the way to the side wall 11. As a result, the explosive measure will be moved around so that at the central area in the vicinity of the axis it will be pushed downwards, at the bottom the radius flows outwards and at the side wall it rises again in parallel with and also between the fins 17.

Smä1tkär1et 6 är inkopp1at i det i fig 4 visade upp- värmnings- och ky1systemet för värmemediet. Detta består av ett,beroende på värmemediets temperatur,grovt reg1erat primärkrets1opp 31 och ett finreg1erat sekundärkretsiopp 32. I primärkrets1oppet kommer det av en pump 33 cirku1e- rade värmemediet att uppvärmas i en av ånga D matad värme- väx1are 34. Den grova temperaturreg1eringen åstadkommas av ett reg1erdon 35 som känner av temperaturen hos värmemediet bakom pumpen 33 och påverkar en reg1erventi1 36 vid värme- väx1arens ångin1opp.The melting vessel 6 is connected to the heating and cooling system for the heating medium shown in Fig. 4. This consists of a coarsely regulated primary circuit 31 and a finely regulated secondary circuit 32, depending on the temperature of the heating medium. a control device 35 which senses the temperature of the heating medium behind the pump 33 and acts on a control valve 36 at the steam inlet of the heat exchanger.

Sekundärkrets1oppet 32 går från primärkrets1oppet 31 via en b1andarventi1 37, en cirku1ationspump 38 och på den ovan beskrivna vägen genom smä1tkär1et 6 och åter ti11 pri- märkrets1oppet. Från återf1ödet bakom smä1tkär1et avgrenas en tvärförbindning ti11 b1andningsventi1en 37, i vi1ken en 10 15 7904653-8 6 värmeväxïare 39 är pïacerad och som pâverkas av ky11uft L från en f1äkt 40. En pneumatisk proportionerings-integre- ringsreguïator 41 bearbetar mätsignaïer från en avkännare 42 för värmemediets temperatur i tillfïödet och från en avkännare 43 för värmemediets temperatur i frânflödet. I enïighet med dess mätsignaïer och en förvald temperatur hos sprängämnessmältan, påverkar regïerdonet 41 b1andningsventí- ïen 37 på så sätt att ur det ínstäïïda bïandningsförhâlïan- det meïïan uppvärmt värmemedium från primärkrets1oppet 31 och ka11are värmemedium från värmeväxïaren 39-erhålïes en bestämd temperatur hos värmemediet i smäïtkärïets kanaïer och därmed även den önskade temperaturen hos sprängämnes- smäïtan.The secondary circuit 32 goes from the primary circuit 31 via a mixer valve 37, a circulation pump 38 and on the path described above through the melting vessel 6 and back to the primary circuit. From the return flow behind the melting vessel, a cross-connection to the mixing valve 37 is branched off, in which a heat exchanger 39 is positioned and which is actuated by cooling air L from a fan 40. the temperature of the heating medium in the supply and from a sensor 43 for the temperature of the heating medium in the effluent. In accordance with its measurement signals and a preselected temperature of the explosive melt, the controller 41 actuates the mixing valve 37 in such a way that from the instantaneous mixing ratio the heated heating medium of the primary circuit 31 and the heat of the heating medium is determined from the primary heating medium. kanaïer and thus also the desired temperature of the explosive melt.

Från primärkretsloppet 31 avgrenas ett ytterïígare sekundärkretslopp 44 med b1andníngsventi1 45, cirkulations- pump 46, regïerdon 47 och temperaturavkännare 48, víïket utnyttjas för uppvärmning av utloppsledningen 13.From the primary circuit 31 a further secondary circuit 44 is branched with mixing valve 45, circulation pump 46, control device 47 and temperature sensor 48, which is used for heating the outlet line 13.

Claims

10 20 1 7934653-8 PATENT REQUIREMENTS

1. Explosive melting vessel, in the interior of which an agitator with propeller is arranged and in which the side wall consisting of a smooth outer jacket and an inner jacket and possibly also the bottom has cavities for the flow of a heating medium, by means of which the explosive melt in the interior is indirectly temperable, characterized in that the inner jacket (l5) of the side wall (11) is continuously corrugated in the circumferential direction in the form of a number of hollow vertical flanges (17) directed towards the interior (7) of the vessel, each delimiting a separate channel (18) for the heating medium, and that each propeller shaft (28) in the agitator (8) is arranged vertically.

Vessel according to claim 1, characterized in that the pleated inner jacket (15) with its outer wave tops (16) abuts tightly against the outer jacket (14).

Vessel according to claim 1 or 2, characterized in that the flanges (17) have a triangular cross-section.