устройство для приготовления и ввода плавких компонентов в смеситель

Формула изобретения

Устройство для приготовления и ввода плавких компонентов порохов баллиститного типа в смеситель, содержащее корпус с рубашкой обогрева и устройство для подачи сжатого газа, отличающееся тем, что корпус снабжен крышкой, на которой закреплена мешалка, и расположенной на дне корпуса пружинно-клапанной форсункой с рубашкой обогрева, соплом, прерывателем для перекрытия выходного отверстия форсунки и кольцевым каналом для выхода сжатого газа на прерыватель форсунки, в нижней части прерывателя по окружности выполнены отбойные лопатки с наклоном к вертикальной оси форсунки под углом до 30^oС, при этом устройство для подачи сжатого газа выполнено с возможностью одновременной подачи сжатого газа в полость корпуса и в кольцевой канал, а подача сжатого газа в кольцевой канал предусмотрена по трубопроводу через полость рубашки обогрева корпуса.

Описание изобретения к патенту

Устройство может быть применено в промышленности для приготовления и ввода в смеситель компонентов, требующих предварительного расплавления, в том числе для ввода в смеситель (варочный котел) при перемешивании (варке) пороховой массы порохов баллиститного типа.

Устройство предназначено для приготовления плавких компонентов путем расплавления их и, при необходимости, перемешивания с жидким компонентом с последующим вводом в распыленном виде в смеситель (варочный котел).

В настоящее время ввод компонентов порохов баллиститного типа в смеситель (варочный котел) производится путем слива компонентов из мерных бачков, как показано на фиг.177 с.310-311 книги "Взрывчатые вещества и пороха" М.А. Будников и др. М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1955.

Так, например, в качестве одного из компонентов при варке порохов баллиститного типа является стеарат цинка, который плавится при температуре +119^oС, в то время как процесс варки идет при температуре 20-50^oС, что затрудняет распределение этого компонента при перемешивании в варочном котле из-за быстрого застывания. Другой трудностью при перемешивании вводимого плавкого элемента является невозможность обеспечения равномерности распределения этого компонента в объеме смеси из-за крайне малого процентного содержания (0,02-0,06)%. Некоторое улучшение процесса распределения плавкого компонента в смеси дает предварительное расплавление его в одном из термостойких компонентов смеси, например в индустриальном масле с модулем разбавления до 10.

Однако, как показывает опыт работы завода им. С.М. Кирова г. Перми, даже это мероприятие не исключает получение брака при варке пороховой массы по неоднородности состава.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является устройство приготовления и ввода плавких компонентов баллиститного пороха в варочный котел (смеситель), содержащее корпус с рубашкой обогрева и устройство для подачи сжатого газа (Смирнов Л.А. Оборудование для производства баллиститных порохов по шнековой технологии и зарядов из них. М., 1997, с.55-56).

Однако пороховая масса, изготавливаемая в этом устройстве, также неоднородна.

Наиболее перспективным для улучшения введения плавкого компонентов в варочный котел является предварительное распыление его с созданием мелкодисперсных частиц и распределения этих частиц по всей поверхности пороховой массы в варочном котле с одновременным перемешиванием массы мешалками.

Это условие можно выполнить применением форсунки для ввода плавкого компонента.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в разработке устройства для приготовления и ввода плавких компонентов порохов баллиститного типа в смеситель для получения в нем качественной смеси компонентов, в том числе при температуре перемешивания ниже температуры плавления этих компонентов.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении равномерно распределенной подачи расплава компонента в смеситель.

Для достижения указанного результата предлагается использовать устройство для приготовления и ввода плавких компонентов порохов баллиститного типа в смеситель, содержащее корпус с рубашкой обогрева и устройство для подачи сжатого газа. Корпус снабжен крышкой, на которой закреплена мешалка, и расположенной на дне корпуса пружинно-клапанной форсункой с рубашкой обогрева, соплом, прерывателем для перекрытия выходного отверстия форсунки и кольцевым каналом для выхода сжатого газа на прерыватель форсунки, в нижней части прерывателя по окружности выполнены отбойные лопатки с наклоном к вертикальной оси форсунки под углом до 30^oС, при этом устройство для подачи сжатого газа выполнено с возможностью одновременной подачи сжатого газа в полость корпуса и в кольцевой канал, а подача сжатого газа в кольцевой канал предусмотрена по трубопроводу через полость рубашки обогрева корпуса.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже. Устройство содержит корпус 1 с рубашкой обогрева 2; к крышке корпуса крепится мешалка 3 с приводом 4. На нижней части корпуса установлена пружинно-клапанная форсунка, содержащая корпус 5, прерыватель 6, пружину 7, гайку 8, регулировочные прокладки 9. Корпус форсунки снабжен рубашкой обогрева 10. При этом прерыватель 6, при отсутствии давления в корпусе 1, перекрывает выходное отверстие форсунки, т. е. сама форсунка, служит донным клапаном. К нижней части прерывателя прикреплены отбойные лопатки 14 с наклоном к вертикальной оси форсунки 0. . .30^o. Устройство для подачи сжатого газа состоит из регулятора давления 11, трубопровода подачи газа в корпус 1 устройства и соединенный с ним трубопровод 12 подачи сжатого газа на сопло форсунки. При этом трубопровод 12 проходит внутри рубашки обогрева 2, корпуса 5 форсунки и соединяется с кольцевым каналом 13 в нижней части корпуса форсунки. По окружности нижней части прерывателя форсунки выполнены отбойные лопатки 14 с наклоном к вертикальной оси форсунки в пределах 0...30^o. Отбойные лопатки выполнены из прочного, но пластичного материала, например сталь 10, сталь 12Х18Н10Т, что позволяет отгибать их в заданном диапазоне углов в обе стороны от вертикальной оси. Устройство может быть закреплено на крышке смесителя 15 в месте, где факел распыляемого компонента максимально попадает на зеркало (поверхность) перемешиваемого состава.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В корпус 1 устройства загружается компонент для плавления. В случае необходимости, при очень малом проценте этого компонента, в корпус предварительно заливается один из жидких компонентов состава, приготавливаемого в смесителе. В рубашки 2 и 10 подается теплоноситель с заданной температурой. Для ускорения процесса теплообмена включается привод 4 мешалки 3. По окончании процесса плавления в трубопроводы устройства для подачи сжатого газа подается давление, настроенное на требуемую величину регулятором 11. Сжатый газ поступает в верхнюю часть корпуса 1. При превышении давления расплава на прерыватель 6 форсунки, давления поджима прерывателя к корпусу 5 форсунки, создаваемого пружиной 7, прерыватель опускается вниз, создавая круговую щель для выхода расплава. Максимальная толщина выходящей пленки жидкости устанавливается с помощью регулировочных прокладок 9. Максимальный распыл выходящей жидкости достигается подачей сжатого газа на прерыватель 6 из кольцевого канала 13, выполненного в нижней части корпуса форсунки, кроме того, подача сжатого газа смягчает характер пульсаций при работе форсунки. Трубопровод подачи сжатого газа к форсунке проходит через рубашку обогрева 2 корпуса 1, в результате чего газ нагревается. Этим снижается степень охлаждения происходящего от быстрого расширения сжатого газа на выходе. С целью максимального уменьшения "мертвой" зоны внутри конуса факела форсунки на нижней части прерывателя выполнены отбойные лопатки, регулировкой наклона которых можно устранить "мертвую" зону при подаче компонента на зеркало перемешиваемого состава в смесителе.

Преимуществом указанного устройства является сочетание в нем достоинств пневматических и пружинно-клапанных форсунок; возможность регулирования параметров распыла жидкости в широком диапазоне за счет регулировки: давления подаваемого сжатого газа, давления для раскрытия форсунки путем изменения давления пружины, толщины выходящего слоя жидкости путем подбора регулировочных прокладок.

Указанное устройство обеспечивает равномерную подачу расплава компонента в смеситель по всей поверхности перемешиваемого состава в виде мелкодисперсных частиц, что позволяет обеспечивать равномерное распределение добавок, доля которых в объеме состава невелика, в том числе в условиях, когда температура перемешивания ниже точки плавления компонента. Кроме того, подача сжатого воздуха через канал 13 на прерыватель 6 смягчает характер пульсации подачи расплава в смеситель.