АППАРАТ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

2
Полезная модель относится к технике проведения процессов массообмена, перемешивания, измельчения, в частности, для получения высокодисперсных взрывчатых веществ (ВВ) в жидкой среде с удельной поверхностью 1000÷10000 см/г, используемых в высокоэнергетических композициях (взрывчатых составах, порохах, твердых ракетных топливах и т.д.).
Известно устройство по патенту США №3239502, в котором измельчение производится механическим путем за счет истирания крупных кристаллов во время циркуляции суспензии ВВ центробежным насосом с последующей классификацией в гидроциклоне. Такой способ измельчения длительный по времени, требует больших энергетических затрат, не достигается необходимая степень измельчения. Известен аппарат по патенту ФРГ №1233365, взятый нами в качестве наиболее близкого аналога, состоящий из привода, рабочей камеры с входным и выходным патрубками, ротора и статора, коаксиально установленных в роторе и статоре вращающихся и неподвижных колец с прорезями, с помощью которых обрабатываемая суспензия подвергается гидродинамическому и акустическому воздействию.
Недостатками аппарата являются:
- низкая степень диспергирования за счет транзитного потока части суспензии через прорези вращающихся и неподвижных колец в роторе и статоре из-за совмещения прорезей в осевом направлении по высоте колец;
- необходимость установки дополнительного центробежного насоса для прокачивания обрабатываемой суспензии через камеру;
- наличие узлов трения в уплотнениях валов аппарата и дополнительного насоса не отвечает требованиям техники безопасности.
Задачей предлагаемого технического решения является интенсификация процесса диспергирования и повышение безопасности процесса.
Технический результат достигается тем, что прорези вращающихся и неподвижных колец в роторе и статоре смещены в осевом направлении относительно друг друга, а ротор в центральной части на меньшем диаметре дополнительно снабжен радиальными лопатками, образующими открытое колесо центробежного насоса. Аппарат дополнительно снабжен буферной камерой, расположенной между рабочей камерой и приводом, причем буферная камера снабжена переливным патрубком, расположенным ниже места уплотнения вала.
На рисунке показан общий вид аппарата. Аппарат состоит из привода и рабочей камеры. Привод включает в себя электродвигатель 1, установленный на подшипниковой стойке 2, в подшипниках которой вращается вал 3. Рабочая камера включает в себя ротор 4, закрепленный на валу 3 привода и статор 5 с входным и выходным патрубками 6 и 7. Привод и рабочая камера разделены между собой буферной камерой 8. В верхней части буферной камеры имеется патрубок 9, соединенный посредством трубопровода с газовой зоной расходной емкости, находящейся под разрежением, при этом свободный конец "А" патрубка 9 расположен внутри буферной камеры на высоте переливного патрубка 10, необходимого для предотвращения переполнения буферной камеры при срабатывании суспензии из расходной емкости. Ротор 4 состоит из концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических колец 11 со сквозными прорезями 12. На несущей плите ротора снизу установлены радиальные лопатки 13, образующие открытое колесо центробежного насоса. Присоединенный к буферной камере 8 статор 5 выполнен также как и ротор 4 из концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических колец 14 со сквозными прорезями 15. Прорези 12 колец 11 ротора 4 и прорези 15 колец 14 статора 5 смещены в осевом направлении относительно друг друга, что позволяет уменьшить транзитный поток части суспензии через прорези 12 и 15 за счет увеличения сопротивления потоку суспензии при взаимном перекрытии прорезей колец статора и ротора, что приводит в итоге к увеличению времени пребывания суспензии в рабочей камере.
2
Аппарат работает следующим образом. Дистанционно открываются клапаны на входном и выходном патрубках рабочей камеры и включается электродвигатель. Из расходной емкости приготовленная суспензия ВВ через входной патрубок 6 поступает в рабочую камеру и с помощью радиальных лопаток 13 под напором при вращении вала 3 за счет центробежной силы отбрасывается от центра и прокачивается через прорези 12 колец 11 ротора 4 и прорези 15 колец 14 статора 5. При этом обрабатываемая суспензия подвергается интенсивному диспергированию за счет механического взаимодействия суспензии с элементами конструкции при совмещении и несовмещении прорезей в кольцах статора и ротора и при интенсивной турбулизации потока напорными радиальными лопатками, а также за счет воздействия высоких напряжений сдвига в зазорах между вращающимися и неподвижными элементами. При многократной циркуляции обрабатываемой суспензии через расходную емкость и аппарат достигается требуемая дисперсность ВВ с удельной поверхностью до 10000 см/г. В случае остановки электродвигателя, закрытии клапанов на всасывающей и нагнетательной линиях в буферную камеру может поступать суспензия, которая при достижении уровня "А" патрубка 9 будет через него отсасываться или же перетекать через патрубок 10, благодаря чему суспензия в уплотнение вала не попадет, что способствует повышению надежности и безопасности работы аппарата.
2
Предложенное техническое решение проверено с положительными результатами в условиях опытно-валового производства при измельчении ВВ до удельной поверхности 10000 см/г.