SK22594A3 - Process for producing ultrafine explosive particles and apparatus for realization this method - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález sa týka spôsobu a zariadenia na výrobu veími jemných častíc výbušniny, najmä zlepšenej zmiešavacej trysky, ktorá produkuje veími jemné granulované výbušniny, ktoré v v prípade ich zabudovania do spojivového systému majú schopnosť šírenia detonačného vznetu v tenkých vrstvách a veími nízku citlivosť k detonácii nárazom a veími vysokú rýchlosl šírenia detonačného vznetu.

Doterajší stav techniky

Normálne kryštalické, vysoko explozívne výbušniny sú spracovávané rôznymi technológiami, ktorých cielom je zmenšenie veíkosti ich častíc. Veíkost jednotlivých častíc výbušnín má rozhodujúci vplyv na ich razanciu, pričom všeobecne platí, že Čím sú častice menšie, tým má uvedená výbušnina lepšiu «ŕ schopnosť šírenia detonačného vznetu. Preto sú častice vysoko explozívnych výbušnín pripravované rozpustením výbušniny v rozpúšťadle, ktoré je voči výbušnine inertné, a zmiešaním získaného roztoku s kvapalinou, ktorá nie je rozpúšťadlom, aalej len nerozpúšfadlo” pre uvedenú výbušninu, a je miešateIná s uvedeným rozpúšťadlom, alebo naliatím roztoku výbušniny do zrážacieho Činidla, v ktorom je výbušnina nerozpustná. Ďalej sú známe-rôzne modifikácie týchto spôsobov, napríklad je možné pridal ČalŠie nerozpúštadlo za účelom získania turbulentnej zmesi, a tým jemných kryštálov vysoko explozívnej výbušniny, čo je opísané napríklad v patente GB $88 122, publikovanom 7· apríla 1$65. Také postupy používajú zmiešavacie t-rysky, ilustrované napr. v kanadskom patente 533 487, na zmiešavanie jedného prúdu tvoreného výbušninou rozpustenou v rozpúšťadle a druhého prúdu, tvoreného nerozpúštadlovým zrážacím činidlom. Tieto postupy produkujú malé častice vysoko explozívnych výbušnín, avšak jemne dezintegrované výbušniny, vyrobené týmito spôsobmi, nemajú rovnomerný rozvoj detonačného vznetu a sú nespoíahlivé a neisté, najmä ak sú použité v kompozíciách, v ktorých sú častice výbušniny zabudované do spojiva a konečný produkt je spracovaný do tenkých vrstiev alebo explozívnych Šnúr /bleskovíc/ s malým priemerom. Preto trvá dopyt po vysoko explozívnych výbušninách, ktoré by mali v

byt použité v uvedených tenkých vrstvách a bleskoviciach s malým priemerom, ktoré by vykazovali konzistentný detonačný účinok, vysokú rýchlost šírenia detonačného vznetu a malú citlivosť k detonácii nárazom.

Súčasťou doterajšieho stavu techniky sú rôzne postupy a zariadenia na výrobu guíových veirni jemných Častíc výbušniny, opísanej napríklad v patentoch US 2 329 575, 1 106 087, 2 715 574 a 3 754 061. Patent US 3 754 061 opisuje spracovanie kryštalických, vysoko explozívnych výbušnín do jemne dezintegrovaných guíových častíc zmiešavaním samostatných prúdov roztoku výbušniny a roztoku inertného nerozpúŠtadla aplikovaním tlaku na prúdenie prúdu nerozpúŠtadla, prudkým miešaním spojeného prúdu a rýchlym vyzrážaním výbušniny z roztoku vo forme gulových častíc prestúpených mikropórmi. V uvedenom patente je opísané zmiešavanie uvedeného roztoku a nerozpúŠtadla v smeroch, ktoré navzájom zvierajú pravý uhol. Avšak bolo zistené, že tento systém je nedostatočný v tom, že v mŕtvom priestore, tvorenom oblasťou susediacou s tryskou, sa zrážajú relatívne veíké častice výbušniny. To nevyhhnutne zmenšuje oblast vzájomného zmiešavania · len na časť teoretickej hodnoty, čo nepriaznivo pôsobí na účinnosť zmiešavacej trysky, vzhladom na to, že prúd roztoku výbušniny je vedený len do časti prúdu nerozpúŠtadla, čo vedie k relatívne velkej distribúcii častíc. Veíké častice výbušniny, produkované vnútri zmiešavacej trysky sa pri prerušení prevádzky uvoínia a za prevádzky sa zmiešajú s požadovaným prevádz kovým prúdom. To má za následok, že konečná kompozícia obsahuje veíké množstvo relatívne veíkých častíc výbušniny, ktoré prispievajú k zvýšeniu citlivosti výbušniny na detonáciu nárazom, napríklad po páde.

Podstata vynálezu

Hlavným cieíom vynálezu je poskytnú! zlepšené zariadenie, ktoré eliminuje nedostatky konvenčných zmiešavacích trysiek.

Ďalším cieíom vynálezu je poskytnúť zlepšenú zmĺešava..-ciu^try^ú^kítib-rá produkuje veími jemné granulované častice výbušniny, vykazujúcej veími nízku citlivosť na detonáciu nárazom a veími dobrý rozvoj detonačného účinku.

Ešte dalším cieíom je poskytnúť zlepšenú zmiešavaciu trysku, ktorá produkuje veími jemné granulované Častice výbušniny, ktoré v prípade, že sú zabudované následne do poistného systému, majú schopnosť šírenia detonačného vznetu v tenkých vrstvách.

Ďalším cielom vynálezu je zlepšená zmiešavacia tryská, ktorá podstatne zlepšuje zmiešavanie roztoku výbušniny s roztokom inertného nerozpúšťadla, čo so sebou prináša rýchlejšie vyzrážanie častíc výbušniny a produkciu veími jemných častíc pri danom pomere prúdu roztoku výbušniny nerozpúštadla.

Ďalším cielom vynálezu je poskytnúť spôsob výroby veími jemných častíc výbušniny, ktoré v prípade, že sú zabudované do spojivového systému, majú schopnosť šírenia detonačného vznetu v tenkých vrstvách a veími nízku citlivosť na detoná4 ciu nárazom a veľmi dobrú rýchlosť šírenia detonačného vzne tu.

Vyššie uvedené ciele sú dosiahnuté pomocou zlepšeného spôsobu a zariadení, ktoré poskytujú jemne dezintegrované častice normálnych kryštalických, vysoko explozívnych výbušnín, ktoré budú vykazovať konzistentný detonačný účinok v prípade, že uvedená výbušnina je zabudovaná do spojiva a konečný produkt je spracovaný do tenkých vrstiev, napríklad s hrúbkou 0,063 cm /0,025 inch/, alebo výbušných šnúr /bleskoví c/ s malým priemerom, asi 1 mm. Normálna kryštalická, vysoko explozívna výbušnina je prevedená na. jemne dezintegrovar.é, v podstate guľovité častice. Spôsob výroby takých výbušnín zahŕňa zmiešanie oddelených prúdov roztoku výbušniny, rozpustenej v inertnnom rozpúšťadle, a inertného nerozpúšťadla, miešateľného s rozpúšťadlom, ktoré vedie k dosia hnutiu nelaminárneho prúdenia prúdov, výhodne pomocou aplikácie tlaku na prúd nerozpúšťadla, v dôsledku ktorej dôjde k rozbiehaniu prúdu v okamihu, kedy sa dostane do kontaktu s roztokom výbušniny v rozpúšťadle, pričom dochádza k styku roztoku výbušniny, rozpustenej v rozpúšťadle s veľmi malými kvap-ôčkami nerozpúšťadla a k prudkému premiešaniu výsledného zmiešaného prúdu, čo následne vedie k rýchlemu vyzrážaniu výbušnej látky z roztoku vo forme guľovitých častíc. Pre úspešný priebeh tohto postupu je dôležité, aby prúd výbušnej látky, rozpustenej v inertnom rozpúšťadle, a prúd inertného nerozpúšťadla boli dokonale premiešané, a teda aby sa vylúčilo laminárne prúdenie uvedených prúdov. Váaka nelaminárnemu prúdeniu uvedených prúdov, ktoré je vyvolané prudkým premiešaním, dôjde k rýchlemu vyzrážaniu výbušnej látky, ktoré je nevyhnutné pre výrobu častíc výbušniny, ktoré sú v podstate guľovitého tvaru a sú úplne prestúpené mikropórmi.

Zmiešavanie výbušniny, rozpustenej v inertnom rozpúšťadle, a inertného nerozpúšťadla je obvykle uskutočňované v ohraničenej zmiešavacej komore. Eežne je možné uvedený po- 5 stup realizoval v modifikovanej zmiešavacej tryske, v ktorej sa dá dosiahnuť nelaminárne prúdenie prúdov súčasne sprevádzané prudkým miešaním získaného zmiešaného prúdu, váaka čomu je dosiahnuté rýchle vyzrážanie výbušniny. Na prúd nerozpúšťadla sú aplikované tlaky približne 7 sž 207 Pa, obvykle 14 až 41 Pa, čím sú vytvorené podmienky na dosiahnutie nelaminárneho prúdenia uvedených prúdov. Ako už bolo uvedené, prúdenie v zariadení je zaťažené pôsobením protitlaku. Tento tlak spôsobí rozdelenie alebo dispergovanie prúdu rozpúšťadle, a teda jeho rozptýlenie v podstate bezprostredne po dosiahnutí zmiešavacej komory a potom, kedy sa dostane do kontaktu s roztokom výbušnej látky s rozpúšťadla, a teda rýchle a dôkladné zmiešanie uvedených prúdov. Často dochádza k tomu, že prúd nerozpúšťedla je hnaný pri tlakoch asi 0,27 až 3,44 MPa, obvykle 0,55 až 1,034 MPa. Zrážanie výbušnej látky prebieha od okamihu, kedy sa roztok tejto látky e rozpúšťadla dostane do kontaktu s nerozpúštadlom, veími rýchlo. Zmiešavanie roztoku výbušniny s roztokom nerozpúšťadla prebieha obvykle asi pol milisekundy, nie dlhšie než asi 6 mílisekúnd, čo je čas, počas ktorého je dosiahnuté úplné vyzrážanie. Rýchle vyzrážanie je nevyhnutné pre získanie výbušnín, ktorých všetky častice sú v podstate guľovité a môžu byť prestúpené mikropórmi.

Postupom podlá vynálezu môže byť vyrobená nová vysoko explozívna výbušnina, ktorá má, v prípade, že je zabudovaná do spojiva a spracovaná do tenkých vrstiev, výbušných šnúr s veími malým priemerom alebo úaleích geometrických tvarov, v v nízku citlivosť na detonáciu nárazom a dobrú schopnosť a vysokú rýchlosť šírenia detonačného vznetu. Nové výbušniny zahŕňajú pentaerytritoltertranitrát, cyklotrimetyléntrinitroamín, trinitrotoluén a cyklotetrametyléntetranitroamín. Tieto jemne dezintegrované,vysoko explozívne výbušniny možne charakterizovať ako látky tvorené v podstate guíovitými česticami, pričom tieto častice pozostávajú z aglomerovaných kryštalitov uvedenej výbušniny.

Stručný popis obrázkov

Vyššie zmienené a <3alŠie predmety, výhody a nové znaky realizácie podía vynálezu sa stanú zrejmejšie pri preštudovaní nasledujúcej podrobnej popisnej časti a výhodného uskutočnenia, zobrazeného na sprievodných obrázkoch, pričom obr. 1 znázorňuje schematický diagram vyhotovenia podía vynálezu, obr. 2 znázorňuje prierez zmiešavacou tryskou podía vynálezu, ukazujúci len časti relevantné pre pochopenie podstaty vynálezu, obr. 3 znázorňuje zväčšený prierez, vedený pozdĺž roviny 3-3 obrázka 2, obr. 4 znázorňuje zväčšený pohíad na čast trysky, ležiacej vedia roviny 3-3 z obrázka 2, obr. 5 znázorňuje zväčšený prierez vedený pozdĺž roviny

5-5 obrázka 2 a obr. 6 znázorňuje čiastočný prierez, vedený pozdĺž roviny 6-6 obrázka 2.

Ako ukazuje obrázok 1, ktorý znázorňuje schematický diagram pre uskutočňovanie vynálezu, A označuje zlepšenú zmiešavaciu trysku podía vynálezu. B a C reprezentujú zásobníky roztokov kryštalizovateínej, vysoko explozívnej výbušniny, resp. nerozpúštadla tejto výbušniny. Čerpacia sústava 1 0, zahŕňajúca riadiace ventily na reguláciu tlaku a prietoku nerozpúšíadla, sa nachádza medzi zmiešavacou tryskou A a zásobníkom C. Prívodné trubice 12 a 214 privádzajú roztok nerozpúšťadla a výbušniny zo zásobníkov B resp. C do zmiešavacej trubice A. Zmiešavacia trubica A vstrekuje výstupnú surovinu pomocou dopravného prostriedku 16 naznačeného Šípkou D do regeneračnej zóny, v ktorej sú pevné, veími jemné guíovité častice výbušnín oddelené bežnými prostriedkami /nie sú znázornené/, napr. filtráciou, od kvapaliny, pričom kvapalná časí je dopravená do zóny, v ktorej dôjde k oddeleniu rozpúšťadla a nerozpúšťadla, ktoré je možné opätovne v danom spôsobe použiť.

Čo sa týka obrázka 2, zmiešavacia tryská A je jedným svojím koncom 20 pripojená k trojcestnej spojke 18 a svojím druhým koncom 22 je spojená s bežným zberným prostriedkom pre častice výbušnín /nie je znázornený/. Vyústenia 24 resp. 26 sú pripojené k zásobníkom B a C pomocou bežných potrubných prostriedkov /nie je znázornené/ pre vstrekovanie roztokov výbušnín a nerozpúšťadiel, naznačených šípkou E a F. Potrubie 28 vedie roztok nerozpúštadla do zmiešavacej trysky A. Posledné vyústenie 30 uvedenej trojcestnej spojky 18 je pripojené k jednému koncu 34 zostavy 32 rozstrekovacej trysky. Druhý koniec 36 uvedenej zostavy 32 rožstrekovacej trysky je spojený so zostavou reaktora 38. Ako ukazuje obrázok 2, na kompletizáciu zostavy zmiešavacej trysky bolo použité bežné montážne zariadenie, akým sú upínacie príruby 40 a 42 a kotvová príruba 44. TEFLON PTFE /registr. obchodná známka E.I. du Pont de Nemours and Company/ tesniaca vložka 46 je všeobecne uložená medzi upínacími prírubami 40 a 42 a medzi upínacou prírubou 42 a vložkou 60 trysky je umiestnené konvenčné tesnenie 48. Na upnutie zostavy 32 rozstrekovacej trysky, upínacích prírub 40, 42, kotviacej príruby 44, TEFLON tesniacej vložky £6, tesnenia £8, tryskovej vložky 60 a reaktorovej zostavy 38 je použitá konvenčná zostava 62 matíc a skrutiek. /Je potrebné uviesť, že sú tu znázornené len tie časti, ktoré sú nevyhnutné pre pochopenie podstaty vynálezu a majú k nemu relevantný vzťah/.

Zostava 32 rozstrekovacej trysky zahŕňa na svojom konci

36, ktorý vybieha do Venturiho trubice 60, ktorá je usadená v kotviacej prírube 44 a reaktorovej zosteve 38, tri koncentrické, plynulé otvory 54, 5£ a 58. Venturiho trubica 60 vymedzuje postupne zmiešavaciu komoru 62, ktorá zahŕňa zužujúcu sa zónu 64 a nízkotlakové ústie 66, za ktorým nasleduje difuzér 68.

Otvor 54 je umiestnený na stredovej osi zostavy 32 trysky a je napojený na potrubie 28 za účelom vstrekovania roztoku nerozpúšťadla do zmiešavacej komory 62. Podobne otvor 56, ktorý má výhodne priemer dvakrát vfičší než je priemer otvoru 54., je napojený na priechod 70 zostavy 32 trysky. Priechod 70 je na druhej strane pripojený k priechodu 72 trojcestnej spojky 18 /T kusu/, vedúcemu do zásobníka B pre roztok výbušniny. Priechody 70 a 72 obklopujú potrubie 28, takže roztok výbušniny a roztok nerozpúštadla, ktoré prúdia týmito kanálikmi a potrubím, sú dopravované značnú vzdialenosť predtým, než sú vstrekované príslušnými otvormi 56 a 54, v podstate paralelne.

Otvor 58, ktorý výhodne obklopuje otvory 54 a 56, je spojený s v podstate kruhovou spoločnou zónou 74 usporiadanou medzi kotviacou prírubou 44 a spoločným povrchom 75, ktorý je určený kotviacou prírubou 4.2, tesnením 48 a a vložkou 50 v tryske. Ako je lepšie badateíné z obrázka 5, spoločná zóna 74 je zásobovaná výhodne štyrmi radiálne prebiehajúcimi zavádzacími kanálikmi 76, 78, 80 a 82, ktoré sú napojené na pomocný zdroj /nie je znázornený/ roztoku nerozpúšťadla. Priemer otvoru 54 je výhodne rovný asi dvom pätinám priemeru otvoru 58.

Je potrebné uviesť, že aj keá je roztok nerozpúštadla vstrekovaný do zmiešavacej komory 62 cez stredový otvor 54, ktorý je súosový s otvorom 56, spadá do rozsahu vynálezu aj obrátené usporiadanie, kedy je roztok výbušniny vstrekovaný cez stredový otvor 54 e roztok neroz púšťadla cez uvedený súosový otvor 56. Ďalej je možné použitie pomocného zdroja na vstrekovanie roztoku nerozpúšťadla cez otvor 58. Okrem toho je pre odborníka v danom obore pochopiteíné aj upravenie relatívnych priemerov otvorov 54, 56 a 58 z dôvodov optimálneho zmiešavania roztoku výbušniny a nerozpúšťadla.

Na obrázkoch 2, 3 a 6 je znázornená nosná hviezdica alebo jej podobný prvok, nesúci potrubie 28 usporiadané vnútri priechodu 70 zostavy 32 trysky.

Na vytvorenie protitlaku na prúde nerozpúšťadla sa dá použiť mnoho rozličných prostriedkov. Je možné ho napríklad generovať vytvorením prekážky v úrovni výtoku, pričom takou prekážkou môže byť napríklad zúžený otvor alebo ventil pripevnený ku koncu difuzéra 68. Obzvlášť vhodným prostriedkom na vytvorenie protitlaku je aplikovanie dutej valcovitej trubice, ktorá má vo svojej vnútornej časti množinu pozdĺžne prebiehajúcich, zakrivených plochých prvkov, iento posledný uvedený spôsob vytvorenia protitlaku je podrobne opísaný a znázornený v patente US 3 286 992 /D. D. Avmeniades a kol./.

Roztok nerozpúšťadla, napríklad voda, prúdi pod tlakom zo zásobníka C cez čerpadlo 10 prívodnou trubicou 12 a po trúbim 28 do zmiešavacej trysky A. Na prúd nerozpúšťadla môže byť pomocou protitlakovej zostavy /nie je znázornená/ aplikovaný protitlak, vÔaka ktorému dochádza k rozptýleniu uvedeného prúdu. Roztok normálnej kryštalickej výbušniny, rozpustenej v rozpúšťadle, ktorý je privádzaný zavádzacím priechodom 72 a otvorom 56 vstrekovaný do zmiešavacej komory 62, je v tejto zmiešavacej komore 62, najmä v ústí 64, rýchlo a dôkladne zmiešaný s roztokom nerozpúšťadla. Miešanie a zrážanie výbušniny pokračuje po celý čas prúdenia zmiešaného roztoku cez ústie 64 až do okamihu, kedy tento prúd dosiahne difúzer 68. V tomto okamihu je vyzrážanie výbušniny v podstate úplne ukončené. Roztok výbušniny a roztok nerozpúštadla, ktoré tu predstavuje zrážecie činidlo, sú obvykle miešané asi pol milisekundy, pričom maximálne asi po 6 milisekundách je dosiahnuté v podstate úplné vyzrážanie výbušniny.

Uvedený materiál prúdi cez protiprúdovú zostavu do regeneračnej zóny, v ktorej sú velmi jemné,v podstate gulovité častice výbušniny oddelené, napríklad filtráciou, od kvapalnej zložky a následne vysušené. Potom je vykonané oddelenie rozpúšťadla od nerozpúšíadla pomocou destilácie alebo iného bežného sposobu.

Ako už bolo uvedené, na prúd nerozpúštadla je aplikovaný protitlak. Tento protitlak spôsobí okrem iného bezprostredný kontakt dvoch prúdov obidvoch uvedených roztokov, ktorý je potrebný pre rýchle vyzrážanie. Pri zariadení .typu· zmiešavacia tryská má aplikácia protitlaku za následok napríklad vytvorenie rozptýleného prúdu nerozpúšíadla. Tento rozptýlený prúd umožní dôkladné a v podstate okamžité zmiešanie prúdu výbušnív ny, rozpustenej v inertnom rozpúšťadle, s prúdom inertného nerozpúštadla. Rozsah protitlaku aplikovaného na prúd nerozpúštadla sa bude líšit v závislosti na konštrukcii zmiešavacieho zariadenia, napríklad zmiešavacej trysky, na rozmeroch tohto zariadenia a na tlaku, pod ktorým je inertné nerozpústadlo, napr. voda, dopravované do tohto zariadenia. Avšak rozdiel medzi tlakom pohybujúcej sa kvapaliny, t.j. nerozpúštadla, a protitlakom je v prípade, že ša berie do. úvahy konštrukcia príslušného zariadenia, obvykle regulovaný tak, aby čas zmiešania uvedených prúdov a čas, v ktorm je dosiahnuté v podstate úplné vyzrážanie výbušniny, nepresiahol asi 6 mílisekúnd. Obvykle sa tento časový interval pohybuje v rozmedzí asi od 0,5 do 6 milisekúnd. K produkcii veími jemných, v podtšfete guíovitých častíc dochádza obvykle pri aplikácii protitlaku na prúd nerozpúšťadla v rozmedzí asi od C,014 do 0,042 MPa /2-6 pounds per so.uare inch gauge./, pri tlaku nerozpúštadla, výhodne od asi

0,56 do 1,05 MPa /80 až 150 pounds per square inch gauge/.

Nový produkt, získaný týmto spôsobom pódia vynálezu^mož v no použit rovnakým spôssobom a na rovneké účely ako ostatné; vysoko explozívne výbušniny, avšak na rozdiel od týchto materiálov vykazujú tieto výbušniny vlastnosti, ktoré neboli u výbušnín vyrábaných doteraz známymi spôsobmi zistené. Tieto nové výbušniny sa vyznačujú tým, že sú tvorené guíovito tvarovanými, velmi jemnými Časticami. Uvedené častice pozostávajú z aglomerovaných kryštalitov uvedenej výbušniny, pričom uvedené výbušniny môžu obsahovať mikropóry, ktoré môžu prestupovať celé častice.

Píkladné kryštalické, vysoko explozívne výbušniny, ktoré je možné prip/aviť vo forme guiovitých, velmi jemných Častíc, zahŕňajú organické nitráty, napríklad pentaerytritoltetranitrát /PETN/ a nitromanitol nitroamínov, napríklad cyklotrimetyléntrinitroamínu /FDX/, cyklotetrametyléntetranitroamín /HMX/, tetryl, etyléndinitroamín, a aromatické nitrozlúčeniny, napríklad trinitrotoluén /TNT/.

Rozpúšťadlá, použité v uvedenom postupe, sú tie rozpúšťadlá, ktoré rozpúšťajú vysoko explozívne výbušniny, sú voči ním inertné a sú miešateíné s nerozpúšťadlorn tejto výbušniny. Medzi rpíkladné rozpúšťadlá, ktoré je možné použiť patria ketóny, napríklad acetón, metyletylketón, cyklopentanón a cyklohexanón, estery, napríklad metylacetát, etylacetát a -etoxyetylacetát, chlórované aromatické uhľovodíky, napríklad chlórbenzén, a nitroderiváty, napríklad nitrobenzén a nitroetán, nitrily, napríklad acetonitril, a amidy, napríklad dimetylformamid. Výhodné rozpúšťadlo je najmä vóaka zaobstarávacej nízlej cene, dobrej rozpustnosti výbušnín, íahkej miešateínosti s vodou a následnému íahkému oddeleniu pomocou destilácie, acetón.

Vzhíadom na finančné náklady by mala byt koncentrácia výbušniny v rozpúšťadle veími vysoká. V systéme PETN-acetón pri teplote v rozmedzí asi 20°C až 60°C, bude PETN výhodne tvoriť asi 5 až 40 % hmotnosti roztoku. V systéme RDX-acetón pri teplote v rozmedzí od asi 2C°C do 60°C bude EDX výhodne v

tvorit asi 4 až 12 % hmotnosti roztoku. Obvykle sa teplota prúdu, tvoreného roztokom výbušniny, a rozpúšťadla pohybuje od asi 35°C do asi 60°C.

V uvedenom spôsobe je možné použiť akékoívek nerozpúšťadlo výbušniny, ktoré je miešateíné s uvedeným rozpúšťadlom. Príkladnými nerozpušťadlami, ktoré je možné použiť v uvedenom spôsobe, sú étery, napr. metyletyléter, dietyléter, etylpropyléter a vinyléter, alkoholy, napr. metanol, etanol, izopropanol a izobutanol, aromatické uhíovodíky, napr. benzén a toluén, a chlórované alifatické uhlovodíky, napr. etyléndichlorid, trichlóretylén, trichlóretán, tetrachlorid a chloroform. Výhodným nerozpúšťadlom váaka nízkej zaobstarávacej cene je voda. Obvykle sa prietok nerozpúšťadla pohybuje od asi 94,6 do asi 1261,8 cm^/s /1,5 - 20 gallons per minuté/. Tlak uvedeného nerozpúšťadla, zavádzaného do zmiešavacej komory, je obvykle rádovo 0,28 až 3,5 MPa /40 až 500 pounds per square inch gauge/.

Nasledujúce príklady I - III majú len ilustratívny charakter a v žiadnom ohíade neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne určený patentovými nárokmi.

Príklad I

Zmiešavacia tryská bola zostavená rovnakým spôsobom ako tryská, znázornená na obrázkoch 1 a 2. Filtrovaná voda s teplotou 10 až 23,9°C /50 až 75°F/ bola čerpaná cez zmiešavaciu trysku pri tlaku asi 0,619 MPa /38 pounds per square inch gauge/ a prietoku asi 391 cm^/s /6,2 gallons per minuté/. PETN bol rozpustený v acetóne za vzniku roztoku asi 16¾ PETN /hmotnostná percentá/ a zavádzaný do zmiešavacej komory pri prietoku asi 0,002 m^/min /0,57 galónov za minútu/. Na prúd nerozpúšťadla, vystriekovaný zo stredu trysky, sa aplikoval protitlak asi 0,028 MPa /4 pounds per square inch/, ktorý spôsobil vychýlenie a rozptýlenie tohto prúdu. Oddelené prúdy roztoku výbušniny a nerozpúštadla boli turbulentne miešané, pričom bolo dosiahnuté nelaminárne prúdenie uvedených prúdov. Pri prudkom zmiešaní prúdov došlo následne k rozriedeniu, rozpúšťadla nerozpúšťadlom a k vyzrážaniu uvedených častíc výbušniny, Merania ukázali, že stredná velkost častíc je asi

6,7 mikrometrov a 75 % hmotnosti má veíkost častíc menší než 10 mikrometrov. Zatiaí čo u výbušnín, ktoré boli pripravené doteraz známymi spôsobmi, malo asi len 30 % hmotnosti častíc primernú veíkosí menšiu než 10 mikrometrov.

Príklad II

V tomto príklade bol zopakovaný postup použitý v príklade I, pričom PETN bol nahradený HMX.

Filtrovaná voda s teplotou 10 až 23,9°C /50 až 75°F/ bola hnaná cez zmiešavaciu trysku pod tlakom asi 0,619 MPa /88 pounds per square inch gauge/ a prietoku asi 0,023 m /min /6,2 gallons per minuté/. HMX bol rozpustený v acetóne, čím vznikol roztok asi 3,7% HMX /hmotnostné/, ktorý bol zavádzaný pri prietoku asi 94,6 cm^/s /1,5 gallons per minuté/ do zmiešavacej komory. Na prúd nerozpúšfadla, vystrekovaného zo stredu trysky bol aplikovaný protitlak asi 0,028 MPa /4 pounds per square inch/, ktorý spôsobil vychýlenie a rozptýlenie uvedeného rpúdu. Samostatné prúdy roztoku výbušniny a nerozpúšíadla sa turbulentne zmiešali, takže bolo dosiahnuté nelaminárne prúdenie uvedených prúdov. V dôsledku prudkého zmiešania a následného rozriedenia rozpúšťadla nerozpúšíadlom boli vyzrážané Častice výbušniny. Merania ukázali, že stredná velkosf častice je rovná asi 3,7 mikrometrom,

V * pričom 99,5 % hmotnosti má velkost častice menšiu než 10 mikrometrov.

Príklad III

Pri tomto príklade bol opät použitý vyššie opísaný postup z príkladu I, pričom PETN bol nahradený RDX.

Filtrovaná voda s teplotou 10 až 23,9°C /50 až 75°F/ bola hnaná cez zmiešavaciu trysku pod tlakom asi 0,619 MPa /88 pounds per square inch gauge/ a pri prietoku asi 391 cm^/s /6,2 gallons per minuté/. RDX bol roz-pustený v acetóne za vzniku asi 8,9% roztoku RDX /hmotnostné %/, ktorý bol vedený pri prietoku asi 94,6 cm^/s /1,5 gallons per minuté/ do zmiešavacej komory. Na prúd nerozpúštadla, ktoré je vstrekované stredom trysky bol aplikovaný protitlak asi 0,28 MPa /4 pounds per square inch/, ktorý spôsobil vychýlenie a rozptýlenie uvedeného prúdu. Samostatné rprúdy roztoku výbušniny a nerozpúšťadle sa turbulentne zmiešali, pričom bolo dosiahnuté nelaminárne prúdenie uvedených prúdov. V dôsledku prudkého zmiešania a následného rozriedenia rozpúšťadla nerozpúštadlom boli vyzrážané častice výbušniny. Merania ukázali, že stredná veíkosí častice je rovná asi 4,0 mikrometrom a 98 % hmotnosti má velkosí častice menšiu než 10 mikrometrov.

Claims (28)

1. Zariadenie, produkujúce veími jemné častice výbušniny, vyznačujúce sa tým, že zahŕňa prvý zavádzači prostriedok na vstrekovanie roztoku kryštalizovateínej výbušninovej kompozície, /b/ druhý zavádzači prostriedok, ktorý je súosový s uvedeným prvým zavádzacím prostriedkom, na vstrekovanie roztoku nerozpúštadla, určeného na zmiešanie s uvedenou výbušninovou kompozíciou, /c/ pričom uvedený prvý prívodný prostriedok vstrekuje roztok výbušniny až za uvedeným druhým prívodným prostriedkom a obklopuje tento druhý prívodný prostriedok, /d/ trysku, majúcu prvý a druhý koniec, pričom uvedená tryská je prispôsobená pre v podstate paralelný pohyb roztoku výbušniny a nerozpúšťadla pozdĺž značnej vzdialenosti pozdĺž osí zodpovedajúcich prívodných prostriedkov, /e/ pričom uvedený prvý koniec uvedenej trysky je súosový s prvým a druhým zavádzacím prostriedkom a je s nimi v prevádzkovom spojení, /f/ Venturiho trubice, majúce prvý a druhý koniec, /g/ pričom uvedený druhý koniec uvedenej trysky je spojený s uvedeným prvým koncom uvedenej Venturiho trubice a vybieha dó tohto konca Venturiho trubice, a /h/ zberný prostriedok častíc výbušniny, pripojený k uvedenému druhému koncu uvedenej Venturiho trubice.

2. Zariadenie podlá nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že čalej zahŕňa pomocný zavádzači prostriedok, ktorý je súosový s uvedeným prvým ä druhým zavádzacím prostriedkom a ktorý tieto prostriedky obklopuje.

3. Zariadenie pódia náreku 2, vyznačujúce sa t ý m , že uvedená tryská na svojom druhom konci zahŕňa prvý a druhý plynulý otvor.

4. Zariadenie podía nároku 3,vyznačujúce sa t ý m , že priemer uvedeného druhého otvoru je rovný asi polovici priemeru uvedeného prvého otvoru.

5. Zariadenie podía nároku 3,vyznačujúce sa t ý m , že /a/ uvedený pomocný zavádzači prostriedok zahŕňa tretí otvor, spojený s uvedenou Venturiho trubicou a /b/ priemer uvedeného druhého otvoru je rovný asi dvom pätinám primeru uvedeného tretieho otvoru.

6. Zariadenie podía nároku 5,vyzn a čujúce sa t ý m , že Venturiho trubica zahŕňa postupne zmiešavaciu komoru, majúcu zbiehavú zónu, ústie a difúzny prostriedok.

7. Zariadenie podía nároku 5,vyzn e. čujúce sa t ý m , že /a/ uvedený prídavný zavádzači prostriedok zahŕňa množinu radiálne vybiehajúcich prívodných otvorov, ústiacich do v podstate kruhovej spo-ločnej zóny a /b/ uvedená spoločná zóna je spojená s uvedeným tretím otvorom.

8. Zariadenie, produkujúce veími jemné Častice výbušniny, vyznačujúce sa tým, že zahŕňa /a/ prvý zavádzači prostriedok na vstrekovanie roztoku kryštelizovateínej výbušninovej kompozície, /b/ druhý zavádzači prostriedok, ktorý je súosový a koncentrický s uvedeným prvým zavádzacím prostriedkom, na vstrekovanie roztoku nerozpúštadla, určeného na zmiešanie s roztokom výbušniny, /c/ pričom uvedený prvý zavádzači prostriedok vstrekuje roztok výbušniny až za uvedeným druhým zavádzacím prostriedkom a obklopuje tento druhý zavádzači prostriedok, /d/ trysku, majúcu prvý a druhý koniec, /e/ pričom uvedený prvý koniec uvedenej trysky je súosový s uvedeným prvým a druhým zavádzacím prostried- kom a je s týmto prostriedkom v prevádzkovom spojení, /f/ Venturiho trubicu, majúcu prvý a druhý koniec, /g/ pričom uvedený druhý koniec uvedenej tijsky je spojený s uvedeným prvým koncom uvedenej Venturiho trubice a vybieha do tohto konca Venturiho trubice, /h/ zberný prostriedok častíc výbušniny, pripojený k uvedenému druhému koncu, uvedenej Venturiho trubice, /i/ pričom roztok výbušniny a nerozpúšídla sú v podstate paralelne pohyblivé po značnej vzdialenosti pozdĺž osí zodpovedajúcich prívodných prostriedkov smerom k uvedenej Venturiho trubici, /j/ pomocný zavádzači prostriedok na vstrekovanie uvedeného nerozpúštadla do uvedenej Venturiho trubice, /k/ pričom uvedená Venturiho trubica zahŕňa postupne zmiešavaciu komoru, majúcu zužujúcu sa zónu, ústie a difúzny prostriedok.

9· Zariadenie podía nároku 8, vyznačujúce sa t ý m , Že uvedená tryská zahŕňa vo svojom druhom konci prvý, druhý a tretí plynulý otvor.

10. Zariadenie podía nároku 9, vyznačujúce sa t ý m , že priemer druhého otvoru je rovný asi polovici priemeru uvedeného prvého otvoru.

1 1 . Zariadenie podía nároku 9, vyznačujúce sa t ý m , že priemer uvedeného druhého otvoru je rovný asi dvom pätinám priemeru uvedeného tretieho otvoru.

12. Zariadenie podía nároku 8, vyznačujúce sa t ý m , že uvedený pomocný zavádzači prostriedok zahŕňa množinu radiálne prebiehajúcich otvorov, ústiacich do v podstate kruhovej spoločnej zóny, spojenej s uvedenou Venturiho trubicou pomocou uvedeného tretieho otvoru.

13. Spôsob výroby veími jemných častíc výbušniny, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa súčasné vstrekova- v nie a/ prvého prúdu, tvoreného roztokom kryŠtalizovatelnej výbušniny rozpustenej v rozpúšťadle a b/ druhého prúdu, tvoreného inertným nerozpúštadlom koaxiálne do zmiešavacej komory cez plynulé, koncentrické otvory trysky, ktorou je prúd v

nerozpúštadla vstrekovaný stredom prúdu, tvoreného roztokom výbušniny a uvedený prúd roztoku výbušniny je vstrekovaný až za uvedeným prúdom nerozpúšfadla a obklopuje ho, pričom dôjde k zmiešaniu dvoch prúdov za podmienok turbulentného zmiešavania a rýchlemu vyzrážaniu uvedenej výbušniny vo forme veími jemných častíc, a znovuzískanie uvedených častíc.

14. Spôsob podlá nároku 13,vyznačujúci sa t ý m , že uvedená kryštalizovateíná, explozívna kompozícia je zvolená zo skupiny, obsahujúcej penteerytritoltetranitrát; nitromanitolcyklotrimetyléntrinitrôamín, trinitrotoluén a cyklotetrametyléntetranitroamín.

15. Spôsob pódia nároku 13,vyznačujúci sa t ý m , že uvedeným rozpúšťadlom je acetón a uvedeným neroz- púštadlom je voda.

Zoznam vzťažných značiek

A - zmiešavacia tryská

B - zásobník • C - zásobník

10 - čerpacia zostava

12 - prívodná trubica

14 - prívodná trubica

16 - dopravný prostriedok

18 - trojcestná spojka

20, 22 - konce zmiešavacej trysky

24, 26 - vyústenie

28 - potrubie

30 - vyústenie

32 - zostava

34, 36 - konce zostavy 32

38 - zostava reaktora

40, 42 - upínacie príruby

44 - kotviaca príruba

46 - tesniaca vložka

48 - tesnenie

50 - vložka

52 - zostava matíc a skrutiek * 54, 56 a 58 - otvory > 60 - Venturiho trubica

62 - zmiešavacia komora

64 - zužujúca sa zóna

66 - ústie

68 - difuzér

70 - priechod

72 - priechod

74 - spoločná zóna

76, 78, 80 a 82 - zavádzacie kanáliky