УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ПОРОХОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к области изготовления промышленных взрывчатых веществ и утилизации артиллерийских порохов, в частности, к устройствам для резки длинномерных пороховых изделий.
Из практики применения промышленных взрывчатых веществ известно, что наиболее эффективными являются гранулированные пороха, имеющие заданный гранулометрический состав и позволяющие обеспечивать заданную величину поверхности горения при заданной массе и габаритах заряда.
Специалистам, работающим в области взрывчатых веществ, известно, что гранулированные пороха могут быть изготовлены как гранулированием расплавленной массы взрывчатой смеси, так и резкой предварительно изготовленных пороховых изделий - заготовок, имеющих необходимую конфигурацию площадь и поперечного сечения. При этом при изготовлении гранулированных порохов из длинномерных пороховых изделий качество резки и измельчения в значительной степени обусловлено физическими характеристиками материала изделия.
Так, при резке хрупких порохов в устройствах, в которых резку или разлом пороховых заготовок на гранулы осуществляют по месту предварительно нанесенной насечки, в случае значительного разброса глубины насечки в местах резки образуются сколы на торцах гранул и трещины в гранулах, что ухудшает качество гранул.
Известно устройство для измельчения трубчатого пороха, преимущественно пироксилинового артиллерийского, содержащее раму, два ротора с дисками и привод, в котором перед роторами с дисками смонтированы самотечный лоток, включающий набор параллельных, установленных с зазорами между собой ножей и, над ними, -принудительно вращающийся ролик с упруго деформируемой поверхностью,
отстоящей от лезвий ножей на расстоянии менее диаметра пороховой трубки (RU, 2111198, С1).
Однако при этом для нанесения насечек по длине заготовки и для ломки заготовок между дисками торцом каждой заготовки подачу длинномерных заготовок трубчатого пороха на ножи осуществляют последовательно, перпендикулярно лезвиям ножей, что является ограничением производительности устройства. Кроме того, в устройстве качество разлома или разреза трубки зависит от глубины насечки, обусловленной усилием давления ролика, содержащего изнашивающийся упруго деформируемый элемент, требующий периодической замены. При этом, в связи с тем, что измельчение выполняют в два этапа: сначала выполняют насечку, а затем ломку заготовки, и устройство имеет три ротора, связанные с приводом и между собой зубчатыми передачами, необходимо проведение периодических профилактических и ремонтных работ.
Известно устройство для измельчения трубчатого пороха, включающее узел резки, состоящий из гранулятора, имеющего эжекционную воронку и содержащего ножи и ролики с упруго деформируемой поверхностью и диски, установленные на роторах, узел загрузки с виброподдоном и ленточным транспортером, и узел позиционирования в виде транспортера из двух пар синхронно движущихся клиновых ремней между узлом резки и узлом загрузки (RU, 17918, U1). Эта устройство довольно сложно по конструкции, имеет множество движущихся элементов и также требует продольной подачи пороха торцом на лезвие ножа. Измельчение осуществляют резкой также после предварительного нанесения насечек.
Наиболее близким аналогом является известная установка для измельчения трубчатых порохов, содержащая станину, узел загрузки и узел резки с приводом, в которой узел загрузки выполнен в виде ленточного транспортера и пакета пластин,
установленных друг относительно друга с зазором, равным или превышающим диаметр пороховой трубки, узел резки выполнен в виде двух установленных на станине вращающихся валков, на боковых поверхностях которых выполнены рифы треугольного профиля с шагом нарезки 3-20 мм и глубиной 3-7 мм, при этом валки установлены так, что выступы и впадины рифов являются зеркальным отражением друг друга (RU, 2102364, С1). При этом в одном из вариантов выполнения устройства (RU, 2102364, С1) узел загрузки содержит ленточный транспортер, опорный стол и прижимные ролики с приводом, узел резки выполнен из двух вертикальных валков, на боковой поверхности которых выполнены рифы, аналогичные вышеописанным, а подачу заготовки осуществляют в горизонтальном направлении.
Однако в таком устройстве усилия резания прикладывают к заготовке в одном поперечном сечении с двух сторон навстречу друг другу, что создает в материале трубки пороха значительные напряжения сжатия, приводящие к образованию сколов и трещин, то есть к значительному количеству отходов производства при изготовлении гранул. Так как в этом устройстве пороховые заготовки дополнительно ориентируют для подачи одну за другой с помощью направляющих пластин, размещенных определенным образом на транспортере узла подачи, качество резки и размеры гранул зависят также и от точности ориентирования заготовки при подаче на риф. Кроме того, в этом варианте устройства длина гранул равна шагу нарезки рифов, что требует выполнения рифов, выполненных на валках определенным образом. При этом производительность установки зависит от многих факторов, например, от диаметра валков, скорости их вращения, от количества одновременно загружаемых на валки заготовок и их массы.
Целью создания настоящей полезной модели является разработка устройства для измельчения длинномерных пороховых заготовок, имеющих разнообразные
профили и выполненных из материалов с различными физико-химическими свойствами, например, заготовок из баллиститных порохов или из пироксилиновых порохов, позволяющего получать гранулы заданной длины и обеспечивающего безопасный процесс измельчения длинномерных пороховых заготовок на гранулы гарантированных размеров и качества с наименьшими затратами и отходами.
При создании полезной модели была поставлена задача создания устройства для измельчения длинномерных пороховых заготовок в гранулы с получением гранул гарантированных размеров и качества путем создания одновременно по всей длине длинномерной пороховой заготовки в сечениях предполагаемых разрезов, отстоящих друг от друга на расстояние не менее требуемой длины гранулы, прогибов, чередующихся между собой взаимнопротивоположно по направлению, например, чередующихся прогиба вверх и прогиба вниз в сечениях предполагаемых разрезов, с одновременным приложением по всей длине заготовки усилий резания перпендикулярно оси заготовки в сечениях наибольшего прогиба в противоположных направлениях.
Поставленная задача была решена созданием полезной модели устройства для измельчения длинномерных пороховых изделий, содержащего станину, узел загрузки, узел резания, отличающегося тем, что узел загрузки приспособлен для подачи длинномерных пороховых изделий в горизонтальном положении в узел резания, узел резания содержит направляющие ножи, имеющие в верхней части режущие кромки, расположенные в плоскостях, перпендикулярных продольной оси изделия, на расстоянии между плоскостями, равном двум требуемым длинам гранул, и при этом направляющие ножи приспособлены для размещения и перемещения изделия по направляющим ножам в горизонтальном положении перпендикулярно режущим кромкам с опорой изделия по сечениям предполагаемого разреза одновременно на
режущие кромки каждого из направляющих ножей, и рабочие ножи, имеющие режущие кромки, направленные навстречу режущим кромкам направляющих ножей и лежащие в плоскостях, перпендикулярных продольной оси изделия, размещенного горизонтально на направляющих ножах, на расстоянии между плоскостями, равном двум требуемым длинам гранул, и при этом направляющие ножи и рабочие ножи выполнены с возможностью одновременного синхронного перемещения режущей кромки каждого из рабочих ножей между режущими кромками пары направляющих ножей навстречу им в плоскости, равноудаленной от них, на величину хода режущей кромки рабочего ножа, необходимую и достаточную для разделения изделия на гранулы, и узел резания приспособлен для удаления гранул из узла резания, и дополнительно содержит узел орошения, приспособленный для подачи охлаждающей жидкости на изделие по всей его длине.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы направляющие ножи были установлены в узле резания неподвижно, режущие кромки направляющих ножей были выполнены с уклоном к горизонту и имели в нижней части ограничитель перемещения изделий по длине режущих кромок.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, разумно, чтобы рабочие ножи были установлены на горизонтальном валу, выполненном с возможностью вращения вокруг своей оси, и выполнены в виде дисков, имеющих на центральной ступице дисковое ножевое полотно, в котором выполнена, по меньшей мере, одна профилированная выемка, открытая к периферии ножевого полотна и приспособленная для размещения в ней поперечного сечения, по меньшей мере, одного изделия и для обеспечения давления на изделие сверху в сечениях предполагаемого разреза, и имеющих в выемке режущую кромку, направленную в сторону вращения дискового ножа, и при этом рабочие ножи установлены на валу
таким образом, чтобы выемки и режущие кромки соседних рабочих ножей были в одинаковой угловой позиции.
Такое выполнение устройства позволяет при резке на гранулы длинномерных заготовок различной твердости обеспечивать захват изделия и фиксацию его в межзубных выемках перпендикулярно лезвиям направляющих и рабочих ножей и синхронную ломку изделия на лезвиях направляющих ножей в местах изгиба части изделия вверх под действием давления рабочих ножей сверху вниз с двух сторон от лезвия направляющего ножа и разрез изделия лезвиями рабочих ножей при изгибе части изделия, установленной на лезвиях направляющих ножей, играющих роль опор, вниз под действием давления рабочего ножа, а в случае использования для измельчения более мягких порохов позволяет выполнять в процессе захвата изделия нанесение рисок на места разрезов. Чередование изгибающих нагрузок по длине изделия обеспечивает равномерное распределение нагрузок по длине изделия, позволяет избежать сколов на торцах гранул и образования трещин в гранулах.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы в устройстве узел резания был выполнен с возможностью регулирования расстояния между режущими кромками направляющих ножей и расстояния между режущими кромками рабочих ножей.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, разумно, чтобы регулирование расстояния между режущими кромками направляющих ножей было обеспечено путем выполнения направляющих ножей с возможностью фиксации их неподвижно между собой в кассете с установкой между ножами сменных компенсаторов.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, регулирование расстояния между режущими кромками рабочих ножей может быть обеспечено путем размещения на валу между ступицами рабочих ножей сменных втулок.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, направляющие ножи могут иметь в нижней части режущей кромки упор, выступающий над режущей кромкой.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, направляющие ножи могут иметь в нижней части режущей кромки накопитель в виде выемки, снабженной режущей кромкой.
В дальнейшем техническое решение полезной модели поясняется чертежами, иллюстрирующими примеры выполнения устройства, но не ограничивающими выполнение устройства:
Фиг.1 - схема приложения изгибающих и режущих нагрузок к длинномерному изделию- заготовке;
Фиг.2 - схема выполнения устройства согласно техническому решению полезной модели, вид сбоку;
Фиг.3 - схема выполнения устройства согласно техническому решению полезной модели, вид сверху.
На Фиг.1 показаны схематично действия над изделием-заготовкой в устройстве, выполненном согласно одному из вариантов технического решения настоящей полезной модели, в котором направляющие и/или рабочие ножи могут быть выполнены подвижными с возможностью вертикального перемещения режущими кромками навстречу друг другу. В устройстве осуществляют: размещение длинномерных изделий 1 с помощью узла загрузки (на Фиг.1 не показан) горизонтально на входе в узел резания 2 (позиция А), затем размещение изделий 1 в узле резания 2 горизонтально,
например, с подачей одно за другим, сечениями 3 предполагаемых разрезов на режущих кромках 4 направляющих ножей 5, выполненных, например, неподвижными, и зафиксированных, например, на станине устройства (не показано), фиксация такого положение изделия 1 режущими кромками 6 рабочих ножей 7 (позиция Б), выполненных, например, подвижными. При последующем перемещении рабочих ножей 7 вниз режущие кромки 4 направляющих ножей 5 и режущие кромки 6 рабочих ножей 7 оказывают давление на изделие 1 в сечениях 3, создавая прогиб изделия 1, чередующийся по длине направлением вниз и вверх, обеспечивая при этом одновременное разрезание материала изделия 1 во всех сечениях 3 разрезов.
При этом узел загрузки может быть выполнен любым известным образом, обеспечивающим подачу изделия 1 в узел резания 2 горизонтально по длине, в положении, перпендикулярном одновременно всем режущим кромкам направляющих и рабочих ножей.
На Фиг.2, 3 показаны примеры выполнения устройства согласно техническому решению полезной модели, в которых узел загрузки 8 содержит наклонный лоток 9 со щелевым отверстием 10 и питателем 11, в котором изделия 1 размещают горизонтально по длине, одно за другим, и обеспечивают подачу длинномерного изделия 1 горизонтально одновременно на режущие кромки 4 всех имеющихся в узле резания 2 плоских направляющих ножей 5, неподвижно установленных на станине (не показана) на расстоянии между режущими кромками 4 близлежащих направляющих ножей 5, равном двум требуемым длинам / гранул. При этом режущая кромка 4 выполнена в верхней части направляющего ножа 5 под углом к горизонтали с наклоном в сторону размещения рабочих ножей 7, а направляющие ножи 5 выполнены плоскими, и пространство между направляющими ножами 5 открыто вниз, что позволяет удалять изготовленные гранулы из узла резания простым сбросом вниз, например, в приемный
лоток, установленный подвижно в нижней части станины, или на транспортере (на чертежах не показаны).
При этом рабочие ножи 7 могут быть выполнены в виде дисков (Фиг.2, 3), имеющих плоское дисковое ножевое полотно 12 на центральной ступице 13, установлены один за другим на валу 14, выполненном с возможностью вращения вокруг своей оси, на расстоянии между дисковыми ножевыми полотнами 12 близлежащих рабочих ножей 7, равном двум требуемым длинам / гранул, и зафиксированы на валу, например, как показано на Фиг.2, путем выполнения центральных посадочных отверстий в ступицах 13 дисковых рабочих ножей 7 и вала, имеющих квадратный профиль.
При этом в дисковом ножевом полотне 12 каждого из рабочих ножей 7, согласно показанному на Фиг.2, 3 варианту технического решения полезной модели, должна быть выполнена, по меньшей мере, одна профилированная выемка 15, открытая к периферии ножевого полотна и приспособленная для размещения в ней поперечного сечения 16, по меньшей мере, одного изделия 1.
В показанном на схеме Фиг.2 устройстве дисковый рабочий нож 7 имеет четыре профилированные выемки 11, в которых выполнены режущие кромки 6, направленные в сторону вращения дискового рабочего ножа 7. На схеме Фиг.3 показано устройства, в которой в рабочих ножах 7 выполнены профилированные выемки 11, приспособленные для одновременного размещения в них поперечных сечений 16 нескольких изделий 1, например, трех.
Специалистам должно быть очевидно, что направляющие ножи 5 и рабочие ножи 7 в момент резания должны быть размещены относительно друг друга таким образом, чтобы обеспечивать одновременную резку всех изделий 1, размещенных в профилированной выемке 15с опорой на режущие кромки 4 направляющие ножей 5,
всеми режущими кромками 6 и 4 по всем сечениям 3 предполагаемого разреза. В устройстве, показанном на Фиг.2 и 3, это обеспечено за счет пересечения плоскости, образованной всеми режущими кромками 4 направляющих ножей 5, одновременно всеми профилированными выемками 15 рабочих ножей 7, имеющими одинаковую угловую позицию в дисковых рабочих ножах 7 при вращении вала 10.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, устройство содержит узел орошения (на чертежах не показан), который может быть выполнен любым известным способом, обеспечивающим подачу охлаждающей жидкости на изделие по всей его длине, по меньшей мере, в сечениях 3 разреза.
Согласно техническому решению полезной модели, в устройстве может быть предусмотрено изменение расстояния между режущими кромками для обеспечения резки изделий на гранулы различной длины. Например, как показано на Фиг.3, - с помощью установки сменных компенсаторов 17 между направляющими ножами 5, зафиксированными в кассете, и сменных втулок 18 между ступицами 13 рабочих ножей. Кроме того, с помощью установки сменных компенсаторов 17, имеющих различную ширину, и сменных втулок 18, имеющих различную длину, может быть обеспечена при необходимости одновременная резка изделия на гранулы, имеющие различную длину.
Кроме того, для ограничения перемещения длинномерных изделий 1 по режущим кромкам 4 направляющих ножей 5 направляющие ножи 5 могут содержать в нижней части режущей кромки 4 упор 19, выступающий над режущей кромкой (показан на Фиг.2 пунктирной линией).
Кроме того, для фиксации и накопления для одновременной резки нескольких длинномерных изделий, например, имеющих профиль малого диаметра, направляющие ножи 5 могут содержать накопитель 20, выполненный, например, в виде выемки в
нижней части режущей кромки (показан на Фиг.2 пунктирной линией), снабженной также режущей кромкой.
Устройство, выполненное согласно представленному на чертежах Фиг.2 и 3 техническому решению полезной модели, работает следующим образом.
Изделия 1 подают в узел загрузки 8 горизонтально, одно за другим, непрерывно на наклонный лоток 9, обеспечивая горизонтальное положение изделия 1 в щелевом отверстии 10 и в питателе 11. Изделия 1 под действие своего веса поступают на направляющие ножи 5 в узел резания 2 горизонтально, сечениями 3 предполагаемого разреза на режущие кромки 4 направляющих ножей 5.
Вращающиеся на валу 14 дисковые рабочие ножи 7 захватывают изделия 1 по сечениям 3 предполагаемого разреза сверху и перемещают его вниз по режущим кромкам 4 направляющих ножей 5, создавая давление на него режущих кромок 6 рабочих ножей 7 и режущих кромок 4 направляющих ножей 5, при этом изделие кратковременно изгибается с чередованием прогибов вверх и вниз, омывается охлаждающей жидкостью, поступающей из узла орошения, и режущие кромки 4 и 6 разрезают материал изделия 1 в сечениях наибольшего прогиба, расположенных в сечениях 3 разреза. Полученные гранулы падают вниз, и их удаляют из устройства, например, выемкой принимающего лотка, или с помощью транспортера, например, ленточного или лоткового.
Использование устройства согласно техническому решению позволяет получать гранулы заданной длины при резке изделий различного профиля, например, круглого, трубчатого, фигурного и др., выполненных из различных порохов, имеющих различные физические и прочностные характеристики, а также обеспечивать резку одновременно нескольких изделий, что приведет к повышению производительности устройства.
Такое выполнение устройства позволяет также производить регулирование скорости резания за счет регулирования скорости вращения вала, что является удобным при использовании устройства для резки порохов различных габаритных размеров с различными физическими свойствами материала..
Специалистам, работающим в области взрывчатых веществ, должно быть очевидно, что, хотя настоящее техническое решение полезной модели описано с применением конкретной узкой терминологии и в предпочтительной варианте его реализации, в него могут быть внесены улучшающие изменения, не выходящие за рамки идеи и объема технического решения полезной модели, и использована другая эквивалентная терминология для описания решения тех же задач.
Например, узлы загрузки, узлы резания в устройстве могут иметь другое конструктивное выполнение, или элементы узлов могут иметь другую пространственную конфигурацию. Например, рабочие ножи могут быть плоскими, иметь профилированную режущую кромку, обращенную вниз, и могут быть выполнены с возможностью одновременного возвратно-поступательного перемещения всех режущих кромок рабочих ножей вниз-вверх, что может быть приемлемо для резания длинномерных пороховых изделий большой площади поперечного сечения, и др. изменения.
Устройство является промышленно применимым, может быть легко изготовлено с применением известных технологий из широко применяемых материалов, может быть легко приспособлено для резки длинномерных изделий различной длины и профилей.