СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
METHOD TO PRODUCE COMPOSITE SOLID PROPELLANT

Изобретение относится к способу приготовления смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) с применением смесительной установки, состоящей из предварительного, верхнего и нижнего смесителей.
Известен способ смешения компонентов взрывчатых составов (патент РФ № 2164221), предусматривающий дозирование жидковязких, порошкообразных компонентов по автономным линиям, перемешивание их в смесительной установке: предварительном, верхнем и нижнем (вакуумном) смесителях, в которой для исключения попадания несмоченных порошкообразных компонентов в зону работы шнеков и обеспечения безопасности процесса в начале перемешивания компонентов определенное количество состава (8-12% рабочей загрузки предварительного смесителя) перемешивают при перекрытом выходном отверстии предварительного смесителя.
Недостатком данного способа является то, что для высоконаполненных СРТТ не обеспечивается, на выходе из предварительного смесителя полное смачивание порошкообразных компонентов жидковязкими компонентами в первых порциях состава, возникает опасность попадания несмоченных порошкообразных компонентов в зону работы верхнего смесителя.
Известен также способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива по патенту РФ № 2196760, МПК C06 B 21/00, заявлено 30.11.1999 г., опубликовано 20.01.2003 г., взятый в качестве прототипа.
Согласно этому способу приготовление СРТТ осуществляют в смесительной установке, состоящей из предварительного, верхнего и нижнего смесителей. Первоначально в предварительный смеситель дозируют избыток жидковязких компонентов в количестве 10-15 мас.% от объема загрузки с последующей корректировкой соотношения компонентов в верхнем смесителе недостающим количеством порошкообразных компонентов.
Способ по указанному изобретению содержит не все признаки для его достижения, в том числе за счет формирования качественной топливной смеси.
Недостатки прототипа состоят в том, что при дозировании первоначально избытка жидковязких компонентов в предварительный смеситель с последующей корректировкой соотношения компонентов в верхнем смесителе, может произойти нарушение химсостава на выходе из смесительной установки из-за проскока некондиционной топливной смеси, имеющей избыток жидковязких компонентов на выходе из верхнего смесителя, а также и возникновение опасной ситуации из-за попадания несмоченных порошкообразных компонентов в зону работы шнека верхнего смесителя.
Технической задачей настоящего изобретения является исключение попадания несмоченных порошкообразных компонентов в зону работы шнека верхнего смесителя и исключение нарушения химсостава - проскока некондиционной топливной смеси на выходе из смесительной установки.
Технический результат достигается тем, что в способе приготовления смесевого ракетного твердого топлива, включающего дозирование первоначально избытка жидковязких компонентов в предварительный смеситель с последующей корректировкой соотношения компонентов в верхнем смесителе недостающим количеством порошкообразных компонентов, синхронное дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов и их перемешивание последовательно в предварительном, верхнем и нижнем смесителях смесительной установки, после дозирования избытка жидковязких компонентов, сначала включают перемешивание в верхнем смесителе, затем одновременно в предварительном смесителе включают перемешивание и синхронное дозирование жидко-вязких и порошкообразных компонентов в количестве 20-40% от объема загрузки верхнего смесителя, после чего прекращают дозирование и перемешивание в предварительном смесителе, причем перед корректировкой перемешивают компоненты в верхнем смесителе 5-10 минут, а после корректировки - в течение 10-25 минут, и возобновляют синхронное дозирование жидковязких, порошкообразных компонентов и их перемешивание последовательно в предварительном, верхнем и нижнем смесителях смесительной установки.
В предлагаемом способе после дозирования избытка жидковязких компонентов в предварительный смеситель важно сначала включить перемешивание в верхнем смесителе, затем одновременно включить перемешивание в предварительном смесителе и синхронное дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов. Благодаря этому исключается попадание первых порций топливной смеси компонентов из предварительного смесителя в зону работы шнека верхнего смесителя и проскок некондиционной топливной смеси из верхнего смесителя в нижний смеситель.
При работе предварительного смесителя одновременно реализуются процессы перемешивания и подачи топливной смеси компонентов в верхний смеситель смесительной установки в непрерывном режиме. Для безотказной, устойчивой работы смесителя и обеспечения тем самым качества перемешивания компонентов необходимо иметь равенство количества подаваемых компонентов на входе количеству их на выходе смесителя. В предлагаемом способе эта задача решается одновременным включением перемешивания в предварительном смесителе и дозирования компонентов. Благодаря этому предотвращается создание аварийных ситуаций (забивка смесителя смесью компонентов) и колебания химсостава на выходе из смесителя. Синхронное дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов в количестве 20-40% от объема загрузки верхнего смесителя после выполнения операции дозирования избытка жидковязких компонентов проводится с целью создания оптимальных условий для приема и перемешивания недостающего количества порошкообразных компонентов в верхнем смесителе. При количестве менее 20% от объема загрузки смесителя не обеспечивается интенсивность перемешивания из-за недостаточного количества топливной смеси в смесителе, при количестве более 40% от объема загрузки смесителя его свободный объем над уровнем топливной смеси становится недостаточным для приема необходимого количества порошкообразных компонентов для корректировки состава.
Дополнительное перемешивание в верхнем смесителе 5-10 минут перед корректировкой соотношения компонентов недостающим количеством порошкообразных компонентов необходимо для получения качественной топливной смеси по однообразности распределения компонентов. Время перемешивания менее 5 минут недостаточно для получения однородного распределения компонентов, более 10 минут - неоправданно удлиняет производственный цикл.
После корректировки соотношения компонентов недостающим количеством порошкообразных компонентов перемешивают в верхнем смесителе 10-25 минут для получения однородной топливной смеси и исключения проскока непромешанной, некондиционной топливной смеси в нижний смеситель и исключения тем самым нарушения химсостава на выходе из смесительной установки. Время перемешивания менее 10 минут не обеспечивает однородности распределения компонентов, а более 25 минут - неоправданно удлиняет производственный цикл.
На чертеже изображена схема приготовления смесевого ракетного твердого топлива по предлагаемому способу. На схеме: 1 - дозатор жидковязких компонентов; 2 - дозатор порошкообразных компонентов; 3 - предварительный смеситель; 4 - верхний смеситель; 5 - выгрузочный шнек; 6 - нижний смеситель; 7 - выгрузочный шнек.
Приготовление СРТТ по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.
Для приготовления СРТТ применяют смесительную установку, состоящую из предварительного 3, верхнего 4 и нижнего 6 смесителей. Первоначально в предварительный смеситель 3 с помощью дозатора 1 дозируют избыток жидковязких компонентов в количестве 10-15 мас.% от объема загрузки предварительного смесителя 3. После чего сначала включают перемешивание в верхнем смесителе 4, затем одновременно включают перемешивание в предварительном смесителе 3 и синхронное дозирование жидковязких, порошкообразных компонентов дозаторами 1, 2. Дозируют компоненты в количестве 20-40% от объема загрузки верхнего смесителя 4. После чего прекращают дозирование и перемешивание в предварительном смесителе 3. Компоненты дополнительно перемешивают в верхнем смесителе 4 в течение 5-10 минут и проводят корректировку соотношения компонентов в верхнем смесителе 4 путем дозирования недостающего количества порошкообразных компонентов дозатором 2. Затем скорректированную смесь компонентов перемешивают в верхнем смесителе 4 в течение 10-25 минут и возобновляют синхронное дозирование жидковязких, порошкообразных компонентов дозаторами 1, 2 и их перемешивание в смесительной установке: последовательно в предварительном смесителе 3, верхнем смесителе 4 с выгрузочным шнеком 5 и нижнем смесителе 6 с выгрузочным шнеком 7.
Предлагаемый способ приготовления смесевого ракетного твердого топлива проверен с положительными результатами на ФКП "Пермский пороховой завод".