ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к безопасным способам механизированного изготовления водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) на местах применения.
Известна установка для получения эмульсионного взрывчатого вещества, содержащая первый бункер для гранулированного продукта и второй бункер для эмульсии, каждый из которых имеет шнековый питатель, горизонтально расположенный в его донной части, третий бункер для раствора кислоты, четвертый бункер для раствора нитрита натрия и пятый - приемный бункер, при этом выход первого бункера соединен с загрузочным патрубком установленного с наклоном шнека подачи гранулированного продукта, выход второго, третьего и четвертого бункера соединен со входом соответствующего насоса через свое запорное устройство, насос второго бункера является реверсивным, выход пятого бункера непосредственно соединен со входом своего насоса, выгрузочный патрубок шнека подачи гранулированного продукта соединен с загрузочным патрубком установленного с наклоном шнека-смесителя, выгрузочный патрубок которого через заслонку, выполненную в виде наклонного желоба, состоящего из телескопически выдвигающихся секций, образующих первый выход эмульсионного взрывчатого вещества для заряжания его в скважину, соединен со входом пятого бункера, выход реверсивного насоса второго бункера соединен через трехходовой кран со входом первого турбулизатора и с приемным патрубком эмульсии, выход первого турбулизатора соединен с загрузочным патрубком шнека-смесителя, выход насоса третьего бункера соединен через первый обратный клапан со входом реверсивного насоса второго бункера, выход насоса четвертого бункера соединен через второй обратный клапан со входом насоса пятого бункера, выход насоса пятого бункера соединен со входом второго турбулизатора, выход которого является вторым выходом эмульсионного взрывчатого вещества для аппарата пакетирования в патроны, третий выход эмульсионного взрывчатого вещества для заряжания его в скважину из зарядного шланга размещен в узле заряжания, содержащем шестой бункер для лубриканта, выход которого соединен со входом двухскоростного насоса через запорное устройство, выход насоса имеет основной и два дополнительных выхода, каждый из дополнительных выходов снабжен своим запорным устройством и быстроразъемным соединением, а основной выход соединен через свое запорное устройство со входом третьего обратного клапана, выходом связанного с кольцом орошения, представляющим собой две коаксиальных трубы, одна из которых, имеющая меньший диаметр, является выходным патрубком второго турбулизатора, жестко закрепленным в торце трубы большего диаметра, имеющей у ее торца фитинг для тангенциальной подачи лубриканта, соединенный с выходом третьего обратного клапана, а выход трубы большего диаметра предназначен для соединения с зарядным шлангом, размещенным на барабане с приводом вращения, роликовым механизмом его подачи и гидроцилиндром стрелы зарядного шланга (RU 114953, С06В 21/00, опубл. 20.04.2012 г.).
3
Известная установка, относящаяся к линиям механизированного изготовления водоустойчивых ЭВВ на местах применения, являясь безопасной, обеспечивает возможность не только патронирования полученного ЭВВ, но и использования его для зарядки скважин, внутрискважинная вода в которых имеет плотность порядка 1,3 кг/м. Все оборудование установки может быть размещено не только стационарно, но и на шасси автомобиля, на автомобильном прицепе, на железнодорожной платформе, например, используемая как смесительно-зарядная машина, она универсальна в применении.
Недостаток данного известного решения заключается в недостаточной эксплуатационной эффективности. Например, в известном решении возможны ситуации перелива растворов при заполнении емкостей. Отсутствие дренажных трубок и связей этих трубок в единый дренажный коллектор не позволяют организовать централизованный сброс и отвод технологических жидкостей при переливе в процессе заполнения емкостей. Так же в известной линии отсутствует система продувки зарядного рукава и система промывки приемного бункера насоса готового продукта. Кроме того, возможны ситуации, при которых происходит закупоривание трубопровода и/или зарядного рукава: отсутствие устройства предохранения и защиты может привести к остановке линии по причине выхода из строя насосного оборудования и трубопроводов (разрывы при повышении давления при перекачивании от закупоривания перекачиваемым продуктом трактов трубопроводов и насосов) и необходимости проведения технологических (механических) восстановительных работ.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности функционирования за счет организации централизованного сброса и отвода технологических жидкостей при переливе в процессе заполнения емкостей и безопасности за счет исключения закупоривания трубопровода и/или зарядного рукава. А также возможности работы как на готовой эмульсии, так для получения эмульсии из растворов (ГРО и ТР) в процессе изготовления эмульсионного ВВ предлагаемой установкой.
Указанный технический результат достигается тем, что технологическая линия получения эмульсионного взрывчатого вещества, содержащая первый бункер для гранулированного продукта и второй бункер для эмульсии, каждый из которых имеет шнековый питатель, горизонтально расположенный в его донной части, третий бункер для раствора кислоты, четвертый бункер для раствора нитрита натрия и пятый - приемный бункер готового продукта, сообщенный с зарядным шлангом, при этом выход первого бункера соединен с загрузочным патрубком установленного с наклоном шнека подачи гранулированного продукта, выход второго, третьего и четвертого бункера соединен со входом соответствующего насоса через свое запорное устройство, выход пятого бункера непосредственно соединен со входом своего насоса, выгрузочный патрубок шнека подачи гранулированного продукта соединен с загрузочным патрубком установленного с наклоном смесительного шнека, выгрузочный патрубок которого соединен со входом пятого бункера, снабжена бункером под промывочную воду, оснащенную насосом для промывки бункеров под растворы и приемного бункера готового продукта, устройством пневматической продувки зарядного шланга, используемого для подачи готового продукта в скважину, а так же аппаратом эмульгирования, используемым для изготовления эмульсии из горячего раствора окислителя и топливного раствора, а бункеры под растворы выполнены с дренажными трубками для исключения перелива при их заправке этими растворами, при этом выход насоса готового продукта снабжен защитным устройством для сброса эмульсии в дренажный коллектор при закупоривании трубопровода, подающего готовый продукт в зарядный шланг, и/или зарядного шланга.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - блок-схема технологической линии получения эмульсионного взрывчатого вещества, смонтированной на автомобильном шасси.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается смесительно-зарядная машина, которая состоит из шасси (автомобильного самоходного или прицепного, на колесном или гусеничном ходу, а также на базе железнодорожных платформ) и смонтированного на его раме навесного оборудования, образующего в совокупности технологическую линию для получения эмульсионного взрывчатого вещества.
Навесное оборудование (фиг. 1) состоит из совокупности последовательно соединенных емкостей, шнековых питателей и насосов, а также запорно-предохранительных устройств (шаровых кранов, задвижек и обратных клапанов) и зарядного шланга.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструктивное исполнение технологической линии получения эмульсионного взрывчатого вещества, смонтированной на автомобильном шасси.
Технологическая линия получения эмульсионного взрывчатого вещества содержит первый бункер для гранулированного продукта и второй бункер для эмульсии, каждый из которых имеет шнековый питатель, горизонтально расположенный в его донной части, третий бункер для раствора кислоты, четвертый бункер для раствора нитрита натрия и пятый - приемный бункер готового продукта, сообщенный с зарядным шлангом, при этом выход первого бункера соединен с загрузочным патрубком установленного с наклоном шнека подачи гранулированного продукта, выход второго, третьего и четвертого бункера соединен со входом соответствующего насоса через свое запорное устройство, выход пятого бункера непосредственно соединен со входом своего насоса, выгрузочный патрубок шнека подачи гранулированного продукта соединен с загрузочным патрубком установленного с наклоном смесительного шнека, выгрузочный патрубок которого соединен со входом пятого бункера. Линия снабжена бункером под промывочную воду, оснащенную насосом для промывки бункеров под растворы и приемного бункера готового продукта, устройством пневматической продувки зарядного шланга, используемого для подачи готового продукта в скважину, а так же аппаратом эмульгирования, используемым для изготовления эмульсии из горячего раствора окислителя и топливного раствора. Бункеры под растворы выполнены с дренажными трубками для исключения перелива при их заправке этими растворами, при этом выход насоса готового продукта снабжен защитным устройством для сброса эмульсии в дренажный коллектор при закупоривании трубопровода, подающего готовый продукт в зарядный шланг, и/или зарядного шланга.
Линия так же может быть снабжена бункером с дозирующим насосом для топливного раствора, используемого для приготовления эмульсии с использованием горячего раствора окислителя, а смесительный шнек может быть снабжен устройством промывки для размывания возможной пробки при подаче гранулированного продукта.
Ниже рассматривается конкретный пример исполнения полезной модели.
Бункер 1 служит для хранения запаса и расходования из него гранулированного продукта (например: гранулированной аммиачной селитры, гранулированного пенополистирола, или гранулотол, или стеклянные микросферы, или перлит, или вермикулит, или ферросилиций, или алюминиевый порошок и др.).
Бункер 1 снабжен шнековым питателем 2, горизонтально расположенным в донной части бункера 1, по всей его длине. Шнековый питатель 2 приводится во вращение приводом 3 (гидравлического или электрического типа).
Шнековый питатель 2 загребает гранулированный продукт по всей длине донной части бункера 1 и подает его в шнек подачи 4. Шнековый питатель 2 имеет установленную производительность, определяемую геометрией шнека (диаметр и шаг винтовой образующей шнека) а также частотой его вращения.
Шнек подачи 4 приводится во вращение приводом 5 (гидравлического или электрического типа). Шнек подачи 4 имеет установленную производительность, определяемую геометрией шнека (диаметр и шаг винтовой образующей шнека) а также частотой его вращения. Производительность шнека подачи 4 больше производительности шнекового питателя 2, что необходимо для предотвращения запрессовывания шнекового питателя 4. Шнековый питатель 4 имеет нижний инспекционный люк 6, предназначенный для очистки шнекового питателя 4 от остатков гранулированного продукта после прекращения работы СЗМ, а также верхний инспекционный люк 7 для ликвидации аварийных ситуаций (забивание шнека подачи 4 при избыточной производительности шнекового питателя 2).
Шнек подачи 4 - разделительный, служит для предохранения от попадания эмульсии в бункер 1 с гранулированным продуктом.
Бункер 8 служит для хранения запаса и расходования горячего раствора окислителя (ГРО) - первого компонента для приготовления эмульсии.
Разгрузочный штуцер бункера 8 дополнительно снабжен запорным устройством 9 (шаровой кран или шиберная задвижка) - которое закрывается до начала работы или в случае проведения ремонтных работ на насосе 10. Насос 10 - героторного (винтового), шестеренного или диафрагменного типа, приводится в работу приводом 11 (гидравлического или электрического типа). Насос 10 засасывает ГРО из бункера 8 и нагнетает его далее на приготовление эмульсии.
Насос 10 и привод 11 - реверсивного типа, что позволяет как выкачивать ГРО из бункера 8, так и закачивать ГРО в бункер 8 из внешнего бункера-накопителя ГРО, или доставщика ГРО, или бункера ГРО другой смесительно-зарядной машины (СЗМ) - через приемный патрубок оснащенный быстроразъемным соединением 12 (например, типа «E-Clamp»). Через этот же патрубок, при необходимости производят слив ГРО из бункера 8 во внешний бункер-накопитель ГРО, в доставщик ГРО или в другую СЗМ. Направление потока ГРО после насоса 10 определяется положением трехходового крана 13: в положения «на патрубок» 12 или «на процесс» на трехходовой кран 14, через теплообменник 15 в аппарат эмульгирования 16.
Бункер 17 служит для хранения запаса и расходования топливного раствора ТР (второго компонента для приготовления эмульсии). Бункер имеет верхнюю заливную горловину с крышкой, боковую трубку-уровнемер (или смотровое стекло) для определения степени заполнения бункера 17 раствором, а также нижний сливной патрубок, оборудованный запорным устройством 18 (шаровой кран) - которое закрывается в случае проведения ремонтных работ на насосе 19. Насос 19 - героторного, шестеренного или диафрагменного типа, приводится в работу приводом 20 (гидравлического или электрического типа). Насос 19 засасывает раствор из бункера 17 и нагнетает его через теплообменник 15 и обратный клапан 21 в участок трубопровода подачи ГРО непосредственно перед аппаратом эмульгирования 16, который приводится в работу приводом 22 (гидравлического или электрического типа).
Бункер 23 служит для хранения запаса и расходования раствора кислоты (первого компонента бинарной газогенерирующей добавки). Бункер имеет верхнюю заливную горловину с крышкой, боковую трубку-уровнемер (или смотровое стекло) для определения степени заполнения бункера 23 раствором, а также нижний сливной патрубок, оборудованный запорным устройством 24 (трехходовой кран с быстроразъемным соединением, используемым для слива или заправки бункера 23) - которое закрывается в случае проведения ремонтных работ на насосе 25. Насос 25 - героторного, шестеренного или диафрагменного типа, приводится в работу приводом 26 (гидравлического или электрического типа). Насос 25 засасывает раствор из бункера 23 и нагнетает его через трехходовой кран 27 либо в участок трубопровода между запорным устройством 9 и насосом 10 через обратный клапан, либо в участок трубопровода между трехходовым краном 28 и турбулизатором 29 через обратный клапан 30.
Участок трубопровода между трехходовыми кранами 14 и 28, в обход аппарата эмульгирования 16, используется в том случае, если в бункер 8 вместо ГРО заливается готовая эмульсия, а бункер 17, насос 19, теплообменник 15 и аппарат эмульгирования 16 - не используются.
Аппарат эмульгирования 16, динамического (вращательного) типа, механически смешивает поступающие в него в заданном соотношении потоки ГРО и ТР - в результате чего образуется эмульсия.
Через трехходовой кран 28 эмульсия поступает в турбулизатор 29, представляющий собой участок трубы со множеством перегородок. В турбулизаторе 29 эмульсия механически смешивается с раствором кислоты, которая поступает в поток эмульсии из обратного клапана 30 установленного на участке трубопровода между трехходовым краном 28 и турбулизатором 29.
Из разделительного шнека 4, гранулированный продукт поступает в смесительный шнек 31, который оборудован нижним 32 и верхним 33 инспекционными люками служащими для ликвидации аварийных ситуаций (забивание шнека подачи 31 при избыточной производительности шнека 4).
Смесительный шнек 31 приводится во вращение приводом 34 (гидравлического или электрического типа).
Эмульсия от турбулизатора 29, через трехходовой кран 35, поступает в смесительный шнек 31 где смешивается с гранулированным продуктом.
Трехходовой кран 35 предназначен для проведения тарировки машины по эмульсии (когда поток готовой эмульсии не подается на смешение с гранулированным продуктом, а отводится в мерную емкость), а также для промывки как турбулизатора 29, так и смесительного шнека 31.
Смесь эмульсии и гранулированного продукта поступает в приемный бункер 36 насоса готового продукта 37 - героторного или диафрагменного типа, который приводится в работу приводом 38 (гидравлического или электрического типа).
Бункер 39 служит для хранения запаса и расходования раствора нитрита натрия (второго компонента бинарной газогенерирующей добавки). Бункер имеет верхнюю заливную горловину с крышкой, боковую трубку-уровнемер (или смотровое стекло) для определения степени заполнения бункера 39 раствором, а также нижний сливной патрубок, оборудованный запорным устройством 40 (трехходовой кран с быстроразъемным соединением, используемым для слива или заправки бункера 39) - которое закрывается в случае проведения ремонтных работ на насосе 41. Насос 41 - героторного, шестеренного или диафрагменного типа, приводится в работу приводом 42 (гидравлического или электрического типа). Насос 41 засасывает раствор из бункера 39 и нагнетает его через обратный клапан 43 на вход насоса готового продукта 37 после приемного бункера 36.
Смесь эмульсии и гранулированного продукта после насоса 37 по трубопроводу 44 подается в зарядный шланг 45, намотанный на барабан 46. Барабан 46 вращается приводом 47 (гидравлического или электрического типа) и опускает или поднимает зарядный шланг 45 из скважины 48. Корректировка соосности направления подачи зарядного шланга 45 в скважину 48 осуществляется посредством роликового блока 49 установленного на гидроцилиндре 50.
Для снижения гидродинамического сопротивления зарядного шланга 45, на участке трубопровода 44 непосредственно перед барабаном 46 устанавливают лубрикатор 51, который создает тонкую водяную пленку между внутренней поверхностью зарядного шланга 45 и потоком эмульсии.
Вода в лубрикатор 51 подается из бункера 52 насосом 53 (героторного, шестеренного, плунжерного или диафрагменного типа). Насос 53 приводится в работу приводом 54 (гидравлического или электрического типа).
Бункер 52 имеет нижний сливной патрубок, оборудованный запорным устройством 55 (трехходовой кран с быстроразъемным соединением, используемым для слива или заправки бункера 52) - которое закрывается в случае проведения ремонтных работ на насосе 53.
Вода из бункера 52 через запорное устройство 55 и насос 53 подается в коллектор (участок трубы) 56 на котором установлены запорные устройства 57, 58, 59, 60, 61 (шаровые краны).
От шарового крана 57 прокладывается участок трубопровода 62 для подачи воды на промывку шнека 31.
От шарового крана 58, через обратный клапан 63 и трехходовой кран 64, прокладывается участок трубопровода 65 для подачи воды на лубрикатор 51.
От шарового крана 59 прокладывается участок трубопровода 66 для подачи воды на промывку приемного бункера 36 и насоса готового продукта 37 через обратный клапан 67.
От шарового крана 60 прокладывается участок трубопровода 68 для подачи воды, через обратный клапан 69, на промывку насоса 10.
Шаровой кран 61 с быстроразъемным штуцером 70 используется для подсоединения шланга (не показан) для наружной помывки машины.
В трубопровод между выходом насоса 37 и лубрикатором 51 врезана линия подачи сжатого воздуха от ресиверов 71 бортового компрессора автомобильного шасси смесительно-зарядной машины. Подача сжатого воздуха осуществляется открыванием запорного устройства 72 через обратный клапан 73. Назначение продувки: очистка зарядного шланга 45 от остатков готового продукта.
Бункеры 8, 23, 39, 52 оборудованы трубками защиты от перенаполнения 74, которые системой кранов 75 и трубопроводов единого дренажного коллектора 76 сведены в единую дренажную систему 77.
После насоса 10, между трехходовыми кранами 13 и 14, организован трубный отвод с установленной на нем предохранительной разрывной мембраной 78 (для защиты насоса 10 от разрушения при закупоривании трубопроводов после трехходового крана 14. Сбрасываемый при разрушении защитной мембраны 78 ГРО канализуется по трубопроводу 79 в дренажную систему 77.
После насоса 37 организован трубный отвод с установленной на нем предохранительной разрывной мембраной 80 (для защиты насоса 37 от разрушения при закупоривании трубопровода 44 и зарядного шланга 45. Сбрасываемая при разрушении защитной мембраны 80 эмульсия канализуется по трубопроводу 81 в дренажную систему 77.
Бункеры 8, 17, 23, 39, 52, а также шнеки 31, 4 (частично), а также насосы 10, 19, 25, 37, 47, 53, а также турбулизатор 29 - собраны внутри общего теплоизолирующего кожуха, предохраняющего указанные агрегаты от охлаждения при отрицательных температурах окружающей среды.
Технологическая линия организует следующий алгоритм функционирования.
Бункеры 1, 8, 17, 23, 39, 52 заполнены соответствующими продуктами.
Открыть запорные устройства 9, 18, 24, 40, 55, 58.
Торец 82 шланга 45, вращением катушки 46 от привода 47, опускают на дно 83 скважины 48 и начинают процесс изготовления взрывчатого вещества с одновременным его заряжанием в скважину. Для чего:
На бортовом компьютере управления работой навесного оборудования смесительно-зарядной машины: включить подачу продуктов из бункеров 1, 8, 17, 23, 39 и 52 установить соотношение потоков продуктов из бункеров 1, 8, 17, 23 и 39. Установить задание на изготовление определенного количества готового продукта. Относительно общей команды «ПУСК», приводы 3, 5, 11, 20, 22, 26, 34, 38, 42, 54 включаются с определенным временем задержки. Последовательность включения приводов следующая: 18, 22, 11, 26, 34, 42, 38, 5, 3, 54.
Топливный раствор подается насосом 18 из бункера 17 и заполняет аппарат эмульгирования. Включается привод 22 и раскручивает аппарат эмульгирования 16.
Включается привод 11 и насос 10 подает ГРО из бункера 8 через теплообменник 15 в аппарат эмульгирования 16. Образование эмульсии на начальной стадии проходит в избытке топливного раствора - что облегчает завязывание эмульсии.
Проходя через теплообменник 15, более горячий ГРО подогревает топливный раствор.
Включается привод 26 насоса 25 и из бункера 23 подается раствор кислоты, через трехходовой кран 27, либо через обратный клапан, сообщающийся с бункером 8 и с насосом 10, либо через обратный клапан 30.
Включается привод 34 смесительного шнека 31 и эмульсия поступает в приемный бункер 36.
Включается привод 42 и насос 41 подает раствор нитрита натрия через обратный клапан 43 на вход насоса 37.
Включается привод 38 и насос 37 из приемного бункера 36 подает смесь в трубопровод 44 через лубрикатор 51 зарядный шланг 45.
После заполнения насоса 37 смесью эмульсии с растворами из бункеров 23 и 39, включается привод 5 шнека 4, после чего включается привод 3 шнека 2 и в смесь добавляется гранулированный продукт.
При превышении давления в трубопроводе 44 сверх установленного значения, автоматически (по мере необходимости) включается привод 54 насоса 53 подачи воды из бункера 52.
Смесь - готовое взрывчатое вещество - начинает поступать по зарядному шлангу 45 в скважину 48.
Технологическая линия получения эмульсионного взрывчатого вещества обладает большей эффективностью и гибкостью. Новые свойства обеспечены следующими конструктивными новациями.
- Бункеры 23, 39, 52 под растворы ГГД и промывную воду снабжены дренажными трубками 74, дренажные трубки сведены в единый дренажный коллектор 76 с организованным сбросом в дренажную систему 77. Это позволяет организованно улавливать и отводить технологические жидкости при переливе в процессе заполнения указанных бункеров 23, 39, 52.
- Добавлен бункер 17 и дозирующий насос 19 под компонент «топливный раствор», необходимый для приготовления эмульсии с использованием горячего раствора окислителя.
- В сравнении с прототипом, новая линия может работать как на готовой эмульсии (тогда аппарат эмульгирования 16 исключается из работы байпасной линией (участок трубопровода между трехходовыми кранами 14 и 28), так и самостоятельно изготавливать эмульсию из раствора окислителя и топливного раствора (за счет работы аппарата эмульгирования 16). И раствор окислителя, и готовая эмульсия загружаются в бункер 8.
- Прототип не имеет узла пневматической продувки зарядного рукава. Предлагаемая полезная модель имеет такое устройство (обозначено позициями 71, 72, 73). Прототип не имеет устройства промывки приемного бункера 36 насоса готового продукта. Предлагаемая полезная модель такое устройство имеет.
- По предлагаемой полезной модели выход насоса готового продукта 37 оборудован защитный устройством - предохранительной разрывной мембраной 80 для сброса эмульсии в дренажный коллектор при закупоривании трубопровода 44 и/или зарядного рукава 45.
- По предлагаемой полезной модели смесительный шнек 31 снабжен устройством промывки 32 для размывания возможной пробки гранулированной селитры.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть реализована с применением оборудования, используемого в прототипе.