Устройство мешки артиллерийского пороха на базе аппарата Тарасова

Более 70 лет процесс мешки артиллерийских порохов осуществляется на аппарате Тарасова, см. В.И.Гиндич, Технология пироксилиновых порохов, т. 2, Производство порохов, Казань, 1995, с.304-305. Мешают на нем сначала малые партии, а затем общие, большие. Этот процесс связан с применением ручного труда. Каждая малая партия (500 кг) мешается, т.е пропускается через аппарат Тарасова трижды, а их в общей большой партии 20 шт. Затем трижды пропускается общая, большая партия (10000 кг).
Процесс связан с «выставкой», это когда мешок по 20 кг с порохом каждый выставляются рядами вдоль стен рабочего помещения и мастер дает указание рабочим какие мешки с порохом из каждого ряда брать, подносить к аппарату Тарасова и высыпать их в него. Положено высыпать одновременно 2 мешка с разных сторон. В общей партии мешки стоят в несколько рядов около 4 стен помещения и берутся каждый раз из разных рядов и из разных мест в каждом ряду.
Устройство аппарата Тарасова простое: приемная воронка (1) (рис. 1 и 2), коническая с углом наклона 34° к горизонту; конус распределитель (2) с вершиной направленной вверх тоже имеет угол наклона 34° к горизонту. В выгрузочном патрубке приемной воронки (1) располагается подвижная, цилиндрической формы ∅210 мм, втулка (3) с помощью которой регулируется кольцевой зазор при пропуске через аппарат Тарасова порохов разного размера (мелочи и крупноты). Конус распределителя (2) разбит на 14 частей вертикальными перегородками (4).
Многочисленные опыты эксплуатации аппарата Тарасова показывают, что разделение поступающих в него 14 мешков по 20 кг каждый, происходит не равномерно по массе, с погрешностью в +/- 2-4 кг в каждом, что составляет 30%. Причин тут несколько:
1. Аппарат выполнен по 6-8 кл. точности и следовательно не имеет строгой вертикальности, или строгой соосности своих основных частей.
2. В том и другом случае появляется эксцентриситет и как следствие, неточное по массе заполнение 14 мешков.
3. Огромные размеры выгрузочных отверстий ∅210 мм, сделаны для увеличения производительности, ускорение процесса течки, а это требует одновременного заброса сразу двух мешков пороха с различных сторон (1), чтобы получить ровный слой пороха в нижней части приемной воронки, хотя бы на несколько секунд и тем самым иметь равномерное по массе заполение нижних мешков.
4. Считается, что чем больше будет разделений, тем лучше будет смешение, а это достигается трехкратным пропусканием малой партии пороха весом 500 кг … 1000 кг, через аппарат Тарасова, а так же и большой 5000 кг … 10000 кг.
10000 кг/3240000=0,003 - это есть непромес, а в гильзе в 1000 раз больше пороха по массе. Ввиду того что аппарат Тарасова довольно хорошо делит сыпучий материал (порох) на 14 частей по массе, однако он не мешает, хотя и считается аппаратом мешки.
Мешку производят люди, рабочие, по указанию мастера они каждый раз забрасывают пару мешков пороха взятых из разных мест ряда, или из разных рядов, ибо считается что каждый мешок содержит разный состав пороховых зерен и их надо перемешивать. Делается это вручную и продолжается 6 дней в неделю, иногда больше, если смешение оказалось недостаточным. Мешки содержат 15…20 кг пороха (мелочь и крупнота).
Автор предлагает установить на корпусе распределителя 7 неподвижных лопаток (5) как прямых, так и кривых (логарифмическая сталь). Лопатки имеют приемной воронки и корпус распределителя. Погрешность может составлять от 1,5 до 5,6 мм. Наклон к образующим линиям конуса - распределителя от 50 до 60°. Располагаются ниже наружного диаметра подвижной втулки (3), сидящей на выходном патрубке приемной воронки и на расстоянии 100…150 мм от нее. Длина лопаток 200…300 мм (рис. 1) лопатки (5) располагаются равномерно и имеют «закрутку» как по часовой стрелке, так и против.
Через кольцевой зазор между нижней частью подвижной воронки (рис. 1) и конусом-распределителем образуется кольцевая струи выходящего пороха, которая делится на 14 частей с помощью вертикальных перегородок (4), карманов довольно равномерно (рис. 2). Как было сказано выше, неравномерность загрузки пустых мешков от +/- 2.4 кг возникает от несоосности или не вертикальности приемной и конуса-распределителя (рис. 4 и 5), погрешность 1,5-5,6 мм.
Поставленные на конусе - распределители лопатки (5) исключают прямой сход сыпучего материала в карманы (рис. 1). Угол падении равен углу отражения, т.е. 50°…60°, поэтому элементарная струя равная 210*3,14=659,4 мм деленная на 14 даст примерно 50 мм, т.е. 5 см ширина элементарной струи попадает в карман 100…120 мм. Т.е. расходится на 15°. Частицы пороха ударяясь о лопатки будут рассеиваться на 120°…150°, предыдущие и последующие лопатки рассеивая, таким образом, свои элементарные струи, должны налагаться друг на друга, т.е. элементарная струя 5 см поделится, как минимум на 3 кармана, 3 мешка, в это уже есть смешение, т.е. деление на 14*3=42.
Установка таких же лопаток (5) в нижней части конуса приемной воронки (1), тоже позволит закрутить поток сыпучего материала, как минимум в 6 и даже 9 раз (рис. 7). Вышеуказанное простое устройство позволит отказаться от трехкратной мешке малых партий пороха, а возможно и большой, общей и перейти. к однократно, а это увеличение производительности труда как минимум в 3…6 раз на каждой малой партии и возможно общей, большой.
На рис. 1 показан фрагмент корпуса аппарата Тарасова, где 1 - приемная воронка; 2 - конус распределитель; 3 - подвижная втулка; 4 - отвод пороха в мешок;
На рис. 2 дан вид сверху на аппарат Тарасова, (показанный на рис. 1); где даны отводы пороха, их всего 14 штук.
На рис. 3 показаны 2 неподвижные лопатки прямая - слева, кривая - справа, которые автор предлагает установить на конусе-распределителе равномерно по окружности, через каждые 51 градус, с таким расчетом, что верхний конец лопатки приходится на середину элементарной струи, которая определяется делением кольцевой струи пороха на 14 частей и заканчивается внизу на середине следующий элементарной струи, т.е. даны только угловые размеры;
На рис. 4 показаны дефекты сборки сварной конструкции аппарата Тарасова, эксцентриситет «е» между осями воронки (1) и конуса распределителя (2).
На рис. 5 тоже дефект сборки - несоосность угла, который приведет к неравномерному делению сыпучей массы пороха в 14 мешках по массе;
На рис. 5 дан фрагмент аппарата Тарасова для установки несоосности; На рис. 6 показано стойка 10 с резьбой втулкой 12, сверлом 13, втулкой-кондуктором 14, необходимых для получения центрального отверстия на вершине конуса-распределителя 2, а также неподвижные лопатки 5 на конусе 2 и на воронке приемной 1; На рис. 7 показан центральный шток 9 с коническим отбойником 8, гайкой 11 и 12, которые служат для фиксации щтока 9;
На рис. 8 дан фрагмент подачи пороха на мешку с помощью пневмотранспорта, где показан нижний конец циклона-осадителя 15 с матерчатым рукавом 18, предназначенным для частичного гашения вращения сыпучего материала при его выходе из циклона-осадителя, промежуточной воронки 16 и промежуточной трубки 19 имеющий внутри 4 приварных лопатки изогнутых по спирали;
На рис. 9, вариант без промежуточной трубки 19, где вместо конического отбойника 8 (рис. 7) установлен конический диск со спиральными лопатками 17, количество которых от 4 до 6 штук на рис. 10, данный разрез А-А, показывающий расположение спиральных лопаток на коническом диске 17.
Распределение сыпучего материала мешки, массой 15…20 кг заброшенного справа в приемную воронку (рис. 7) образует на несколько секунд «горку его слева, что приводит к не равномерному распределению его на конусе-распределителе, большая часть его уйдет в сектор слева, т.е. в левые мешки, а меньшая справа. Ввиду того, что считается порция в каждом мешке индивидуально, отличающаяся от других порций по 15…20 кг, желательно получать более низкую «горку» сыпучего материала каждый раз; эту операцию выполняет отбойник (8), отбрасывающий примерно 1/5 часть сыпучей массы вправо (рис. 7).
Аппарат Тарасова – это цельносварная конструкция из листовой латуни толщиной не более 2…3 мм. Отбойник (8) установленный на штоке (9) получает довольно сильный удар сыпучего материала (рис. 7) и поэтому требует диаметр штока, как минимум 18…22 мм и довольно прочного.
В целях вывода людей и создания автоматически работающего аппарата мешки малых партий пороха (до 500 кг) предлагается загрузку модернизированного аппарата Тарасова производить сверху, с помощью пневмотранспорта, который может располагаться в другом помещении, но не далее 75 м.
Приемный бункер пневмотранспорта имеет емкость вмещающие не более 40 кг пороха одним человеком, который загружает последовательно 14 мешков по 17,1 кг в каждой в приемный бункер пневмотранспорта.
Сжатый воздух доставляет их до циклона-осадителя (15), который закреплен вдоль вертикальной оси аппарата. Из циклона-осадителя порох поступает в промежуточную коническую воронку, из нее - на конической формы диск (17) со спиральными лопатками, изогнутыми как по часовой, так и против часовой стрелки, аналогично наклонном лопаткам (4), установленным на конус-распределителя (2) аппарата Тарасова (модернизированного).
Слетающие струи с конического диска (17) образуют круговой поток сыпучего материала, который будет усиливаться наклонными лопатками (4) нижнего конуса-распределителя (2) примерно в 2-3 раза самим аппаратом, без участия людей.
(Рис. 8 и 9) Таким образом, будет происходить автоматическое смешение на конусе-распределителе (2) аппарата Тарасова. Наличия людей нет они приходят после того как будут заполнены все 14 мешков порохом, о чем сообщить человек с места загрузки другим рабочим. Люди (один-два человека) снимут и отнесут в другое помещение 14 полных мешков и вместо них повесят 14 пустых.
После их заполнения и съема, процесс мешки малой партии завершается. Данный аппарат автомат или полуавтомат.
Таким образом, будет происходить автоматическое смешение (рис. 8, 9) на конусе распределителе/аппарата Тарасова (2). Наличия людей нет, они приходят после того/ как будут заполнены 14 мешков порохом, о чем сообщит человек с места загрузки другим рабочим. Персонал (один-два человека) снимут и отнесут в другое помещение 14 полных мешков и вместо них повесят 14 пустых.
После их заполнения и съема, процесс мешки мал партии завершается Данный аппарат является автоматом или полуавтоматом.
Чем большее число разделений, тем лучше смешение пороха, в существующем аппарате Тарасова оно будет 14*14*14=2744 разделения при трехкратной мешке. В АМП-5; 3 (высыпание из циклона)
4 - высыпание из трубки (19);
6 - разделения на коническом диске (17);
7*7* 14=686 разделений;
Общее число: 686*6*4*3=24 696 разделений;
24696/2744=9 раз больше.
И это за один проход.