УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ ПОРОШКООБРАЗНЫХ КОМПОНЕНТОВ

Полезная модель относится к устройствам для приготовления смесей порошкообразных компонентов, преимущественно взрывчатых и пиротехнических составов, к которым предъявляются повышенные требования по взрывобезопасности технологического процесса, а также по равномерности распределения компонентов по объему (гомогенности) и по сохранению дисперсного состава и формы частиц компонентов.
Известно устройство для перемешивания, преимущественно, осадков сточных вод с химическим реагентом (А.С. СССР №837387, В01F 7/04, публикация БИ №22, 15.06.1981 г.). Устройство содержит корпус с трубопроводами для подвода осадка и трубопроводом для подвода химического реагента, снабженного коллектором с ниппелями, рассредоточенными в днище корпуса. Внутри корпуса размещена рамная мешалка, приводимая во вращение от привода. На рамной мешалке установлен поршень с пазами, за счет которых он скользит по вертикальным направляющим рамы с помощью винта, снабженного штурвалом. Выпуск получаемой смеси из емкости осуществляется через лоток, расположенный в верхней части корпуса.
В случае перемешивания более густых смесей порошкообразных компонентов применение данной установки будет практически невозможно из-за трудности выгрузки готовой продукции.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является устройство для гранулирования (А.С. СССР №1233322, B01J 2/10, публикация БИ №7 10.03.1995 г.), предназначенное для гранулирования порошкообразных материалов, в частности может быть использовано в производстве красного фосфора.
Устройство содержит цилиндрический неподвижный корпус с крышкой и днищем, установленную внутри корпуса мешалку, укрепленные в крышке патрубок для загрузки исходного порошкообразного фосфора и патрубок для подачи связующего компонента. На корпусе имеются патрубки для подвода и отвода газа. В нижней части корпуса расположен патрубок для выгрузки полученного вещества, в котором установлен клапан. Между днищем и мешалкой неподвижно закреплена пористая перегородка, образующая с днищем распределительную полость. В днище укреплены патрубок для подачи воды в распределительную полость и патрубок для подсоединения распределительной полости к вакуумной линии. Данное устройство устраняет возможность образования пожароопасной взвеси пыли в воздухе, что снижает пожароопасность.
Недостатком данного устройства является наличие потерь получаемого вещества при выгрузке.
Задачей настоящей полезной модели является повышение коэффициента выхода готовой смеси за счет сведения к минимуму потерь конечной изготовленной смеси.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает следующий технический результат:
1. Безопасность перемешивания компонентов.
2. Сохранение первоначальных размеров частиц порошкообразных компонентов.
3. Сведение потерь изготовленных смесевых составов к минимуму.
4. Повышение качества изготавливаемых смесей за счет точного дозирование порошкообразных компонентов.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается устройство для приготовления смеси порошкообразных компонентов, преимущественно пиротехнических и взрывчатых материалов, включающее корпус со съемной крышкой и патрубком для подключения к вакуумной системе и мешалку, которое согласно полезной модели дополнительно содержит установленный в корпусе съемный стакан для смешиваемых компонентов, корпус снабжен рубашкой для подачи теплоносителя и фиксатором для крепления съемного стакана, а патрубок для подключения к вакуумной системе выполнен в крышке. Съемный стакан выполнен цилиндрической формы, а рабочий орган мешалки выполнен рамной конструкции из материала, инертного по отношению к смешиваемым компонентам, например, из фторопласта.
В предлагаемой устройстве предусмотрен съемный цилиндрический стакан, изготовленный из алюминия, внутренняя поверхность отшлифована, на внешней стороне стакана выполнены отверстия, взаимодействующие с фиксатором с возможностью фиксации его в корпусе. Применение съемного стакана позволяет произвести точное дозирование смешиваемых порошкообразных компонентов и дисперсионной жидкости, а также произвести выгрузку изготовленной смеси без потерь, что очень важно для изготовления составов с точным процентным содержанием компонентов.
Корпус устройства снабжен рубашкой для подачи теплоносителя и состоит из двух емкостей разных диаметров, изготовленных из алюминия. Таким образом, создается пространство для прохождения жидкости (водяная рубашка). Для стабильности температуры в устройстве используется жидкостный термостат с термостатирующей жидкостью - вода. Термостат поддерживает температуру «рубашки» с точностью 0,5°С.
Крышка устройства имеет уплотнительное кольцо из вакуумной резины, что позволяет удерживать вакуум в устройстве на нужных параметрах. Крышка фиксируется с помощью винтов. В ней установлен патрубок для подключения к вакуумной системе.
Материал мешалки инертен к компонентам и дисперсионной жидкости. Рамка для перемешивания компонентов состава изготовлена из фторопласта. Внешние размеры рабочего органа рамной мешалки точно повторяет рабочую поверхность съемного стакана. Загрузка компонентов осуществляется в таком количестве, чтобы верхний край мешалки был выше максимального уровня осадка в корпусе устройства в момент прекращения перемешивания. Оптимизации зазоров между дном, стенками стакана и ребрами мешалки позволяет обеспечить безопасность технологического процесса изготовления взрывоопасных составов.
Рамная мешалка приводится во вращение электроприводом, скорость вращения мешалки не превышает 50 об/мин, что также обеспечивает безопасность технологического процесса изготовления смесей и позволяет сохранить первоначальные размеры частиц порошкообразных компонентов.
На фиг.1 приведена схема заявленной полезной модели.
Устройство состоит из внутреннего 1 и внешнего 2 корпуса, съемного стакана 3, съемной крышки 4,которая крепится к корпусу с помощью вакуумного уплотнителя 5 и винтов крепления крышки 6. В съемной крышке 4 с помощью вакуумного уплотнителя 5 на валу 7 закреплена рамная мешалка 8. В съемной крышке 4 имеется штуцер 9 для подключения к вакуумной системе. На дне внутреннего корпуса 1 имеется фиксатор 10 для крепления съемного стакана 3. Между внешним 2 и внутренним 1 корпусом - рубашка для подачи теплоносителя 11.
Установка работает следующим образом.
В съемный стакан 3 загружаются порошкообразные компоненты смесевого состава, дисперсионная жидкость и устанавливается стакан 3 в корпус 1 на фиксатор 10. Съемная крышка 4 с рамной мешалкой 8 опускается в закрепленный стакан 3 и фиксируется с помощью винтов крепления 6 крышки 4. Включают привод, подключенный к валу мешалки 7, и перемешивают компоненты со скоростью 40-50 об/мин. Через определенное время мешалку 8 останавливают, подают теплоноситель в рубашку 11 и начинают откачку образующихся паров дисперсионной жидкости. Для этого подключают к вакуумной линии устройство с помощью штуцера 9. После определенного времени выдержки под вакуумом откачку прекращают, устройство отсоединяют от вакуумной линии и прекращают подачу теплоносителя в рубашку 11. Открывают съемную крышку 4, достают съемный стакан 3 с изготовленной смесью. Для разных порошкообразных смесей существует оптимальное время перемешивания и вакуумирования, позволяющие получить наилучшие показатели качества смесей.
Устройство может быть использовано в технологических процессах изготовления составов для детонаторов и воспламенителей различных типов, в которых расход составов незначителен (объем съемного стакана не превышает 1 литра), но предъявляются повышенные требования к качеству составов и безопасности операций дозирования, перемешивания и разгрузки.
На предлагаемом устройстве были изготовлена смесь крупнокристаллического взрывчатого вещества со средним размером частиц более 100 мкм и ультрадисперсного алюминия со средним размером частиц менее 1 мкм. Дисперсионной жидкостью служил этиловый спирт. После изготовления данной смеси порошкообразных компонентов микроскопический анализ показал, что частицы взрывчатого вещества и алюминия не изменили свою первоначальную форму, порошкообразные компоненты распределены равномерно.
Также была изготовлена смесь порошкообразного взрывчатого вещества со средним размером частиц менее ~3 мкм с порошком циркония с размером частиц ~6 мкм. Микроскопическое исследование данного состава показало, что размер частиц ВВ и порошка циркония не изменились. Компоненты состава распределены равномерно.
Средний процент потерь компонентов при изготовлении составляет ~5% от общего количества загруженных порошкообразных компонентов.