УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТЫХ СОСТАВОВ И ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ
DEVICE FOR MIXING OF EXPLOSIVE COMPOUND COMPONENTS AND MOULDING OF OBJECTS FROM THEM

Устройство может быть применено в промышленности для смешения компонентов взрывчатых составов и формования изделий из них.
Устройство предназначено для смешения порошкообразных и жидковязких компонентов взрывчатых составов в сменных корпусах-чашах вертикальных смесителей периодического действия, вытеснения состава из чаш с помощью поршневого гидравлического устройства в аппарат для вакуумирования и подачи состава напорным шнеком аппарата для вакуумирования в формообразующий корпус.
Известно устройство по патенту РФ №2222517 МПК С06В 21/00, заявлено 06.05.02, опубликовано 27.01.04, принятое за прототип, для смешения компонентов взрывчатых составов и формования изделий из них. В этом устройстве компоненты взрывчатого состава подаются в чашу вертикального смесителя периодического действия, перемешиваются, чаша опускается и на тележке транспортируется к устройству для выгрузки состава из чаши в вакуумный смеситель с напорным шнеком с последующим формованием изделия.
Преимуществом указанного устройства является обеспечение требуемого качества изделий из взрывчатого состава по монолитности и расширение диапазона перерабатываемых рецептур составов за счет переработки высоконаполненных составов с пониженной текучестью, а также расширение номенклатуры получаемых изделий, в том числе тонкостенных, сложного профиля.
Недостатком указанного устройства является наличие мешалок с приводом, функциональным назначением которых, в данном случае, является только обеспечение питания шнека, в то время как состав уже достаточно перемешан в вертикальном смесителе. Между тем известно устройство по патенту РФ №2233824, где ротор, расположенный в цилиндрическом корпусе, снабженный лопатками в виде треугольных призм, с направлением вершин в сторону выгрузки и пальцами, установленными в нижней части корпуса, обеспечивают подачу состава на выход, т.е. обеспечивают питание шнека в загрузочной части.
Однако в этом случае наличие пальцев в цилиндрическом корпусе не позволяет обеспечить дистанционное выдвижение ротора из цилиндрического корпуса.
Расположение приводов шнека и мешалок в устройстве по патенту РФ №2222517 значительно увеличивает его габариты и усложняет конструкцию. Конструкция усложняется также и за счет уплотнений мешалок. Установка фильеры на боковой стенке вакуумной камеры приводит к налипанию частиц состава, выходящих из отверстий фильеры с большой скоростью за счет разности давлений в массопроводе и вакуумной камере. Прямоугольное сечение вакуумной камеры и корпуса смесителя также приводит к налипанию состава и образованию застойных зон в углах стенок корпусов.
Конструкция аппаратов для взрывоопасных составов требует быстрораскрываемых (предохранительных) поверхностей для исключения разрушения конструкции при аварийных ситуациях. В известной конструкции по патенту РФ №2233824 в зоне загрузки смесителя в нижней части имеется отверстие, закрытое эластичной мембраной для разгерметизации при аварийных ситуациях. Недостатками этой конструкции являются малая механическая прочность, малый ресурс работы и необходимость замены после каждого случая раскрытия.
Применяемый в прототипе смеситель с формующим шнеком имеют большой габаритный размер по длине за счет необходимости, по условиям безопасности, дистанционного выдвижения шнека и наличия отдельно расположенного привода шнека.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение требуемого качества изделий из взрывчатых составов по монолитности и расширение диапазона перерабатываемых рецептур составов за счет переработки высоконаполненных составов с пониженной текучестью, а также расширение номенклатуры получаемых изделий, в том числе тонкостенных, сложного профиля, а также обеспечение удобства и безопасности обслуживания устройства.
Технический результат достигается за счет того, что для смешения взрывчатого состава установка включает в себя смесительную головку вертикального планетарного смесителя, комплект сменных корпусов-чаш. Для выгрузки состава из чаши имеется поршневое гидравлическое устройство. Для вакуумирования состава и формования изделий предназначен аппарат для вакуумирования, включающий в себя вакуумную камеру с фильерой и напорный шнек.
При этом аппарат для вакуумирования выполнен в виде цилиндрического корпуса с напорным шнеком, причем в загрузочной зоне напорный шнек снабжен лопатками, выполненными в виде треугольных призм, направленных вершинами в сторону выходного отверстия корпуса, в нижней части корпуса в загрузочной зоне шнека установлены пальцы таким образом, что при вращении шнека между ними и лопатками шнека обеспечен зазор, причем эта часть корпуса выполнена съемной и установлена на штоке вертикально расположенного гидроцилиндра, причем крепление гидроцилиндра к станине аппарата выполнено с помощью срезных (предохранительных) крепежных деталей, корпус подшипников напорного шнека установлен на направляющих станины аппарата с возможностью перемещения с помощью горизонтально расположенного гидроцилиндра, привод шнека установлен на корпусе подшипников и соединен с валом шнека шестеренной передачей с использованием паразитной шестерни, вакуумная камера выполнена в виде вертикального цилиндра с фильерой в верхней части, причем фильера по периметру имеет «юбку» высотой, равной 0,3-0,6 ее наружного диаметра.
На фиг.1 изображена смесительная головка вертикального планетарного смесителя, сменный корпус-чаша с тележкой и гидроцилиндр подъема чаши. На фиг.2 изображено поршневое гидравлическое устройство для выгрузки состава из чаши, аппарат для вакуумирования, массопровод. На фиг.3 изображен аппарат для вакуумирования в разрезе.
Устройство состоит из смесительной головки 1 (фиг.1) вертикального планетарного смесителя с мешалками 2, комплекта сменных корпусов-чаш 3 с тележками 4, гидроцилиндра 5, гидроцилиндра 6 (фиг.2) поршневого гидравлического устройства с выгрузочным поршнем 7, аппарата вакуумирования 8 с вакуумной камерой 9, массопровода 10, соединяющего затвор 11 чаши 3 с вакуумной камерой. Поршневое гидравлическое устройство закреплено на корпусе 12, а для подсоединения чаши к устройству установлен гидроцилиндр 13. Для непрерывного дистанционного контроля перемещения поршня 7 установлен датчик 14, конец тросика которого закреплен на корпусе 12. На линии подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр установлен регулятор потока 15, обеспечивающий необходимую скорость поршня 7 при выгрузке состава. Регулятор потока снабжен дистанционно регулируемым приводом 16, с помощью которого при выгрузке состава можно регулировать производительность выгрузки.
На фиг.3 изображен аппарат для вакуумирования с цилиндрической вакуумной камерой 9, в верхней части которой установлена фильера 17, которой заканчивается массопровод 10. На нижней части фильеры выполнена «юбка» 18, высота которой h=0,3-0,6 D. Аппарат снабжен напорным шнеком 19. Подшипниковые опоры шнека размещены в корпусе подшипника 20. Привод шнека 21 установлен на корпусе подшипников и соединяется со шнеком зубчатой передачей с использованием паразитной шестерни 22. Необходимость наличия паразитной шестерни вместо прямой передачи связана с уменьшением габаритов передачи, определяемых размерами зубчатых колес. Корпус подшипника со шнеком установлен на станине 23 и имеет возможность выдвижения шнека из цилиндрического корпуса 24 по направляющим 25 станины в горизонтальном направлении с помощью гидроцилиндра 26. Возможность дистанционного выдвижения шнека обеспечивает безопасность обслуживания аппарата и позволяет при аварийной ситуации обеспечить раскрытие аппарата. В загрузочной зоне шнека выполнены лопатки 27 в виде треугольных призм, направленных вершинами в сторону выходного отверстия корпуса, нижняя часть 28 корпуса выполнена съемной и установлена на штоке вертикально расположенного гидроцилиндра 29, крепление которого к станине производится с помощью срезных предохранительных крепежных деталей 30, которые при аварийных ситуациях обеспечивают мгновенное раскрытие аппарата. На съемной части 28 корпуса установлены пальцы 31 таким образом, что при вращении шнека между ними и лопатками шнека обеспечен зазор. В верхней части вакуумной камеры в зоне «юбки» 17 установлен штуцер 32 для вакуумирования аппарата. На выходе аппарата установлен обратный клапан 33, обеспечивающий поддержание вакуума после отсоединения формуемого изделия.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Сменная чаша 3 (фиг.1) гидроцилиндром 5 подсоединяется к смесительной головке 1 и скрепляется с ней. В чашу загружаются компоненты взрывчатого состава и производится перемешивание. После перемешивания чаша гидроцилиндром 5 опускается на тележку 4 и на ней транспортируется к поршневому гидравлическому устройству, где гидроцилиндром 13 (фиг.2) поднимается и скрепляется с корпусом 12. Далее массопровод 10 одним концом подсоединяется к затвору 11 чаши, другим концом к вакуумной камере 9 аппарата для вакуумирования.
Поршень 7 опускается в чашу, регулятором потока 15 настраивается заданная скорость поршня, обеспечивающая необходимую производительность при выгрузке состава. Датчик 14 непрерывно выдает координаты перемещения поршня. В аппарате для вакуумирования создается вакуум. Состав через массопровод и фильеру в верхней части вакуумной камеры падает вниз на загрузочную зону шнека. С целью избежания налипания состава на стенки вакуумной камеры, возникающего от хаотичного разбрызгивания его при выходе через фильеру закапсулированного и находящегося под давлением воздуха, фильера имеет «юбку». Высота «юбки» выбрана оптимальной - 0,3-0,6 D, т.к. при большей высоте чрезмерным будет налипание на «юбке», а при меньшей - стенка вакуумной камеры не будет защищена.
Частицы состава, попадающие на лопатки шнека при вращении их между пальцами нижней части корпуса шнека, активно продвигаются вперед, осуществляя запитку винтовой части шнека. Напорный шнек осуществляет формование изделия. При отсоединении изделий обратный клапан, установленный на выходе аппарата, позволяет поддерживать необходимый вакуум.
Работа отдельных элементов конструкции устройства проверена с положительными результатами на ФКП «Пермский пороховой завод».