УСТАНОВКА ПРОИЗВОДСТВА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к области производства наиболее распространенных в производственной практике взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры, жидких и твердых горючих и может найти применение в горнодобывающей промышленности для изготовления и применения промышленных взрывчатых веществ на местах ведения взрывных работ.
Процесс производства аммиачно-селитренных взрывчатых веществ заключается в совмещении аммиачной селитры с жидкими и твердыми горючими и механическом перемешивании с равномерным объемным распределением компонентов.
Известна передвижная смесительная установка (ПСУ) для изготовления взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры, которая состоит из двух контейнеров, наружные поверхности которых обработаны жидким керамическим теплоизоляционным покрытием, установленных в два яруса по высоте; в верхнем контейнере размещаются поддон с упаковками аммиачной селитры, съемный расходный бункер аммиачной селитры, заканчивающийся в нижней части выпускным патрубком с задвижкой или шаровым краном, установленный на горловину смесителя взрывчатых веществ, размещенного в нижнем контейнере, бак жидкого горючего, топливная колонка-насос, гибкий маслостойкий раздаточный шланг, который с краном и счетчиком расхода жидкого горючего выведен в нижний контейнер к смесительной камере взрывчатых веществ; в нижнем контейнере установлены один или два смесителя взрывчатых веществ, поддон для транспортных упаковок для взрывчатого вещества (96863). Недостатком установки является невозможность изготовления многокомпонентных взрывчатых составов из-за отсутствия устройств для ввода твердого горючего, а смесительная камера взрывчатых веществ не содержит перемешивающих элементов для смешения аммиачной селитры с твердыми горючими компонентами такими, как металлические и кремниевые порошки, тротил и др.
Известна модульная установка для изготовления взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры различного гранулометрического состава, характеризующаяся тем, что она состоит из двух контейнеров, установленных в два яруса по высоте. В верхнем контейнере установлен барабанный смеситель для смешивания компонентов взрывчатого вещества, поддоны для упаковок аммиачной селитры, емкости для жидкого и твердого горючего. Нижний контейнер разделен перегородками с дверными проходами на приемное отделение, служебное помещение и электроаппаратную. В приемном отделении установлено оборудование для приема и упаковывания взрывчатого вещества, механизмы для заделки верхнего торца упаковки. Контейнеры оснащены системами обогрева, пожаротушения и вентиляции, люком с лестничным маршем для сообщения между собой (2307818). Недостатком установки является низкая производительность, высокая трудоемкость из-за большого объема ручных операций при загрузке компонентов взрывчатого вещества в смесительное оборудование периодического действия.
Известна установка для производства аммиачно-селитренных взрывчатых веществ, которая дополнительно содержит валковую дробилку для измельчения гранулированной аммиачной селитры, узел ввода в аппарат смешивания взрывчатого вещества предварительно изготовленной порошкообразной аммиачной селитры (2373172). Недостатком установки является низкая производительность выпуска взрывчатых веществ, многооперационность процесса изготовления и упаковывания взрывчатого вещества только в транспортные упаковки ограниченной массы ~ 40 кг.
Известна установка производства взрывчатых веществ, включающая модуль с установленным оборудованием для смешения взрывчатых веществ или измельчения аммиачной селитры и модуль с установленным оборудованием для приема и упаковки готовой продукции, установленных в два яруса по высоте, которая дополнительно содержит модуль для порошкообразного твердого горючего и модуль для жидкого горючего, также установленных в два яруса по высоте и пристыкованных к торцовым стенкам модулей смешения и приема готовой продукции; модуль для порошкообразного твердого горючего оснащен расходным бункером и дозирующими емкостями для подачи порошкообразных твердых горючих и соединен дверным проходом с модулем смешения взрывчатых веществ; модуль для жидкого горючего содержит топливные баки и топливную колонку, гибкий маслостойкий раздаточный шланг которой со счетчиком расхода жидкого горючего выведен в модуль смешения ВВ; в верхнем контейнере-модуле смешения взрывчатого вещества установлен барабанный смеситель для смешивания компонентов взрывчатого вещества, поддоны для упаковок аммиачной селитры, нижний контейнер-модуль приема и упаковки готовой продукции разделен перегородками с дверными проходами на приемное отделение, служебное помещение и электроаппаратную, в приемном отделении размещен узел приема и упаковки взрывчатого вещества, состоящий из приемного бункера для взрывчатого вещества, изготовленного в смесителе, дозатора и патрубка для подачи на упаковку, мешкозашивочной машины для зашивания верхнего торца упаковки или клипсатора для клипсования торцов упаковки металлической или полимерной клипсой; модули для смешения взрывчатого вещества, приема готовой продукции, порошкообразного твердого и жидкого горючих имеют единую систему обогрева, пожаротушения, вентиляции; наружные поверхности всех модулей обработаны жидким керамическим теплоизоляционным покрытием (93881), принятая авторами в качестве прототипа.
Недостатками установки являются высокие трудозатраты, большой объем подготовительных межфазовых операций.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности ведения взрывных работ за счет повышения производительности установки по выпуску взрывчатых веществ, снижения трудозатрат, стоимости и внедрения средств механизации производственных процессов.
Одним из способов механизации производственного процесса, снижения трудозатрат, улучшения санитарно-гигиенических условий работы при производстве аммиачно-селитренных взрывчатых веществ является выбор системы механизированного транспортирования и подачи аммиачной селитры, составляющей до ~ 95% в составе взрывчатого вещества, в смеситель взрывчатых веществ.
Поставленная задача решена созданием установки для производства взрывчатых веществ, включающей модули-контейнеры, наружные поверхности которых обработаны жидким керамическим теплоизоляционным покрытием, установленные в два яруса по высоте и сообщающиеся между собой лестничным маршем, дверными проходами, оснащенные системами электроснабжения, обогрева, пожаротушения, вентиляции, контроля за техпроцессом, оборудованием для смешивания компонентов взрывчатого вещества, приема и упаковки изготовленного взрывчатого вещества в тарные емкости, которая дополнительно содержит наклонный спиральный транспортер с гибким несущим элементом, включающим в себя пластиковый трубопровод с продетой в него бесстержневой спиралью, которая одним концом закреплена в патрубке, соединенным с загрузочным бункером аммиачной селитры, другим концом спираль соединена с валом электромотора-редуктора; выпускное отверстие трубопровода расположено над горловиной барабанного смесителя взрывчатых веществ.
Спиральный конвейер с гибким несущим элементом (далее по тексту - спиральный транспортер) с загрузочным бункером аммиачной селитры могут размещаться внутри верхнего контейнера установки для производства взрывчатых веществ или вне контейнеров.
В качестве упаковок готового взрывчатого вещества используются единичные транспортные полимерные мягкие упаковочные комплекты в виде мешков или малотоннажных контейнеров типа биг-бэга различной грузоподъемности или съемные металлические контейнеры.
Баки жидкого горючего, топливная колонка-насос, гибкий маслостойкий раздаточный шланг с краном и счетчиком расхода жидкого горючего могут размещаться в верхнем контейнере.
Баки жидкого горючего, топливная колонка-насос могут размещаться в нижнем или в отдельно стоящем контейнере (модуле), а гибкий маслостойкий раздаточный шланг с краном и счетчиком расхода жидкого горючего выведены в верхний контейнер к смесителю взрывчатых веществ.
Дозирующие емкости для подачи твердого горючего размещаются в одном из отсеков верхнего контейнера.
3
3
3
В настоящее время в России начали широко использоваться бесстержневые конвейерные системы с гибким несущим элементом и с жесткой спиралью, так называемые спиральные транспортеры, для транспортировки сухих сыпучих материалов (порошки и гранулы). Спиральный транспортер представляет собой трубопровод (трубу) с продетой в него бесстержневой спиралью. Один конец спирали закреплен в подшипниковом узле и размещен в патрубке, сечение нижней части которого имеет форму полукруга с диаметром, равным диаметру трубы спирального транспортера, другой ее конец соединен с валом мотора-редуктора. Диаметр условного прохода транспортируемого материала остается неизменным по всей длине конвейера, что исключает возникновение зон прессования продукта, образование пыли. Спиральные транспортеры бывают с гибким (тип СТ) или жестким (тип РТ) несущим элементом. Трубопровод спирального транспортера типа СТ в пластиковом исполнении собирается из двух стандартных элементов: первый - это изогнутый элемент с радиусом изгиба от 1570 до 1590 мм (угол поворота 45°) и второй - прямой. Собираются они в раструб, что дает возможность поворота линии транспортирования под любым углом от вертикали. Довольно большой радиус поворота изогнутого элемента обусловлен жесткостью спирали. Количество изгибов не ограничено. Спираль выпускают с равной толщиной стенок (до 12 мм), что придает ей жесткость и износостойкость по всей плоскости спирали. Трубы изготавливаются из ПВХ с антистатическими добавками; спирали - из высококачественной в том числе нержавеющей стали. Спиральные транспортеры типа СТ идеально подходят для перемещения материалов с производительностью до 20 м/ч с удельным весом до 1,1 т/м с размером частиц от 0,01 до 40 мм, к которым относится аммиачная селитра (плотность 0,7-1,1 т/м, размер частиц 0,05-5,0 мм). Главным преимуществом спиральных транспортеров с гибким несущим элементом является то, что они позволяют подавать транспортируемый продукт по наклонам на высоту до 10 м и изгибам до 360°. Спиральные транспортеры с гибким несущим элементом относятся к. устройствам с низким энергопотреблением - мощность двигателя 0,55-2,2 КВт, просты в сборке, наладке и безопасны в эксплуатации.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, 2.
Фиг.1 - общий вид установки производства взрывчатых веществ при размещении загрузочного бункера аммиачной селитры со спиральным транспортером в верхнем модуле-контейнере.
Фиг.2 - общий вид установки производства взрывчатых веществ при размещении загрузочного бункера аммиачной селитры со спиральным транспортером за пределами модулей-контейнеров (вид в разрезе сбоку).
Установка (фиг.1, 2) состоит из двух контейнеров 1 и 2, установленных в два яруса по высоте. Все наружные поверхности контейнеров (стенки, потолок, двери) обработаны жидким керамическим теплоизоляционным покрытием 3. Верхний и нижний контейнеры разделены перегородками с дверными проходами на технологические и служебные отделения.
Верхний контейнер 1 (фиг.1) содержит съемный расходный бункер 4 с аммиачной селитрой, заканчивающийся в нижней части выпускным патрубком с шиберной задвижкой или шаровым краном 5. Расходный бункер 4, предварительно заполненный аммиачной селитрой на другой технологической площадке, установлен выпускным патрубком над загрузочным бункером аммиачной селитры 6, который в нижней части плотно соединяется с патрубком 7, где расположен один конец бесстержневой спирали 8. Спираль закрепляется в патрубке подшипниковым узлом 9. Патрубок 7, в нижней части которого расположена бесстержневая спираль 8, имеет сечение полукруга диаметром, равным диаметру пластикового трубопровода 10, внутри которого проходит бесстержневая спираль, закрепленная вторым концом на валу электромотора-редуктора 11. Пластиковый трубопровод с расположенной внутри него бесстержневой спиралью, закрепленной одним концом на валу электромотора-редуктора, а другим концом подшипниковым узлом в патрубке загрузочного бункера аммиачной селитры, представляет собой бесстержневой конвейер с гибким несущим элементом СТ. Трубопровод спирального транспортера типа СТ собирается из изогнутого элемента 12 и прямого участка 13. Собираются они в раструб 14, что дает возможность поворота линии транспортирования под любым углом (β) от вертикали. Величина радиуса поворота изогнутого элемента обуславливается жесткостью спирали. Количество изгибов не ограничено. Спиральный транспортер размещается выпускным отверстием 15 над горловиной смесителя взрывчатых веществ 16 периодического действия. Спиральный транспортер может быть выполнен в виде прямого трубопровода без изогнутого элемента.
Загрузочный бункер аммиачной селитры и часть спирального транспортера могут размещаться вне модулей-контейнеров установки производства взрывчатых веществ - фиг.2. Выпускное отверстие 15 спирального транспортера в этом случае также находится над горловиной смесителя взрывчатых веществ 16.
В нижнем (верхнем) или отдельно стоящем модуле-контейнере (фиг.1, 2) устанавливаются баки жидкого горючего, топливные колонки-насосы, соединенные через раздаточный кран и счетчик расхода жидкого горючего со смесителем взрывчатого вещества. В зависимости от рецептуры изготавливаемого взрывчатого вещества в верхнем модуле могут устанавливаться расходный бункер или расфасованные упаковки 17 твердого горючего.
В нижнем контейнере установки производства взрывчатых веществ имеются отсеки 18, 19, в которых размещена электроаппаратура для систем автоматической пожарной сигнализации, электроснабжения, отопления, вентиляции, калорифер; пульт управления и помещения для обслуживающего персонала аналогично установке-прототипу.
Аналогично установке-прототипу верхний и нижний контейнеры оснащены огнетушителями. Установка производства взрывчатых веществ оснащена системой очистки воздуха 20. В верхнем и нижнем контейнерах имеются окна; а также основные, аварийные и межкомнатные двери. Перемещение обслуживающего персонала внутри установки осуществляется через межкомнатные дверные проходы. Доставка съемных расходных бункеров с аммиачной селитрой, взрывчатым веществом, выгрузка мягких малотоннажных контейнеров с взрывчатым веществом или поддонов с мешками производится вилочным автопогрузчиком через распашные ворота 21. Система автоматической пожарной сигнализации предназначена для раннего обнаружения пожара и звукового оповещения людей о пожаре. Система электроснабжения обеспечивает работу силового электрооборудования, вентиляции, отопления, электроосвещения, систем пожарной сигнализации и пожаротушения. Система отопления и вентиляции обеспечивает общеобменную вентиляцию и местный отсос от технологического оборудования, а также отопление производственных и вспомогательных помещений установки. Конструкция и исполнение установки исключают выбросы токсичных продуктов в окружающую среду и не допускают вредного экологического воздействия на атмосферу, водные источники и почву.
Отличительной особенностью заявляемой установки производства аммиачно-селитренных взрывчатых веществ является:
- установка спирального транспортера с гибким несущим элементом для подачи аммиачной селитры в смеситель взрывчатых веществ.
Предлагаемая установка производства взрывчатых веществ работает следующим образом.
Работа установки.
- при размещении спирального конвейера в верхнем модуле-контейнере (фиг1):
Съемный расходный бункер 4 предварительно заполненный гранулированной аммиачной селитрой, например, из мягкого малотоннажного контейнера на другой технологической площадке, устанавливается в верхнем модуле-контейнере 1. Из расходного бункера 4 аммиачная селитра поступает в загрузочный бункер 6 и патрубок 7, в котором закреплена бесстержневая спираль 8. При включении электродвигателя бесстержневого конвейера через мотор-редуктор 11 бесстержневая спираль 8 начинает вращаться. Расчетное количество аммиачной селитры наклонным спиральным транспортером по трубопроводу 10 через выпускное отверстие-патрубок 15 поступает в горловину барабанного смесителя взрывчатых веществ 16. Так как в спиральном транспортере нет внутреннего вала, то отсутствует прессование сыпучей аммиачной селитры, образование пыли. По окончании загрузки аммиачной селитры в барабанный смеситель 16 выключается двигатель и мотор-редуктор 11 спирального транспортера. Затем в барабанный смеситель взрывчатых веществ 16 подается расчетное количество жидкого и/или твердого горючего. После чего с выносного пульта или кнопочного поста управления включают привод вращения барабана-смесителя через редуктор. Выгрузка готовой продукции осуществляется путем опрокидывания барабанного смесителя в крайнее нижнее положение при включенном приводе вращения до полного его освобождения в приемный разгрузочный бункер 22 взрывчатого вещества. Угол наклона (α) барабана-смесителя изменяется от 0 до 125°. Из приемного разгрузочного бункера 22 взрывчатое вещество поступает в мерные емкости 23 (единичные полимерные транспортные упаковки - мешки или мягкие малотоннажные контейнеры типа биг-бэга) через дозатор взрывчатых веществ 24.
Готовые упаковки взрывчатого вещества, складируемые на поддонах 25, вывозятся на склад хранения готовой продукции вилочным автопогрузчиком.
- при размещении спирального конвейера вне модулей-контейнеров (фиг.2):
При установке спирального транспортера и загрузочной воронки аммиачной селитры вне модулей-контейнеров ее работа осуществляется аналогично вышеописанному способу. При этом аммиачная селитра непосредственно подается из мешков или биг-бегов в загрузочный бункер 6 спирального транспортера.
Основной технический результат полезной модели - повышение эффективности ведения взрывных работ - достигается за счет отличительного признака заявляемой установки производства взрывчатых веществ:
- повышение выпуска взрывчатых веществ, повышение производительности установки, снижение стоимости взрывчатых веществ за счет выбора и расположения спирального транспортера с гибким несущим элементом;
- сокращение подготовительных межфазовых операций, использование средств механизации, сокращение технологического цикла за счет спирального транспортера с гибким несущим элементом.
Наличие единой системы пожарной сигнализации, вентиляции и отопления обеспечивает безопасность производства взрывчатых веществ, улучшает санитарно-гигиенические условия труда, позволяет организовать производство взрывчатых веществ на местах ведения взрывных работ в различных климатических условиях.
На предлагаемой установке проведено изготовление взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры с вводом жидких горючих (минеральные масла, дизельное топливо) с использованием бесстержневого конвейера, состоящего из пластикового трубопровода диаметром 125 мм, спирали диаметром 95,2 мм, с длиной трассы перемещения 3470 мм. Производительность предлагаемой установки в сравнении с установкой-прототипом повышается в 1,2-1,5 раза, обеспечивается выпуск 10-12 т взрывчатого вещества в смену. Снижается время и количество ручных подготовительных операций. Стоимость взрывных работ снижается на 20%.
Источники информации:
1. Патент РФ на полезную модель №96863.
2. Патент РФ №2307818.
3. Патент РФ №2373172.
4. Патент РФ на полезную модель №93881.