СИСТЕМА Ю.Н.КУНГУРЦЕВА И ТОВАРИЩЕЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СПЛОШНОЙ ТВЕРДОЙ МАССЫ ИЗ ЕМКОСТИ С УЗКОЙ ГОРЛОВИНОЙ Российский патент 1996 года по МПК B08B9/08 B08B3/02 B29B9/10 B08B9/08 B08B101/08 

Изобретение относится к средствам для удаления твердых материалов из емкостей с узкой горловиной и сосудов с узким входным отверстием, главным образом к системам для извлечения разрывного заряда из корпусов устаревших непригодных к использованию снарядов артиллерийских орудий, реактивных установок: мин и других боеприпасов.

Изобретение также может найти применение для извлечения из емкостей с узкой горловиной других твердых расплавляемых материалов, например, серы, селитры и т.п.

Известно устройство для удаления сплошной твердой массы из емкостей с узкой горловиной, содержащее приводной вал, по меньшей мере два очистных инструмента, один конец каждого из которых закреплен на оси вала жестко, а другой с возможностью перемещения вдоль оси вала для обеспечения поджатия очистных инструментов к обрабатываемому слою под действием центробежных сил. Каждый очистной инструмент выполнен в виде двух шарнирно сочлененных планок с образованием с другим очистным инструментом шарнирного четырехзвенника. Внутри вала образован канал, сообщенный с источником подачи сжатого воздуха [1]
Рабочий орган в известном устройстве производит высверливание с последующим послойным срезанием твердой массы вращающимися механическими элементами и удаление измельченной массы воздушной струей.

Известное устройство не обеспечивает получение требуемого технического результата извлечения разрывного заряда из корпусов боеприпасов с одновременной переработкой извлеченной массы в гранулы. Препятствием для этого является то, что при воздействии на разрывной заряд вращающимся механическим рабочим органом в зоне контакта его с масслой возникает высокая температура, которая приводит к возгоранию массы или разрыву разрывного заряда. При обработке невзрывоопасных масс (сера, селитра и т.п.) последние от высоких контактных температур размягчаются, становятся пластичными и забивают рабочие органы, что приводит к нарушению технологического процесса.

Известно также устройство для мойки, пропарки и дезинфекции цистерн от вязкого продукта, содержащее опорный элемент, рабочие органы в виде распылителей, сообщенных с источником подачи теплоносителя, смонтированные на опорном элементе с возмоностью их сведения-разведения относительно его оси для введения в горловину промываемой цистерны и расположения в этой цистерне в рабочем положении, привода сведения и разведения распылителей и системы подачи рабочих агентов к распылителям [2]
Одним из рабочих агентов, подаваемых в цистерну в известном устройстве является теплоноситель, который расплавляет остатки вязкого продукта, что способствует его эффективному удалению из цистерны.

Однако в этом устройстве расплав разрывного заряда будет получен в виде бесформенной массы и для превращения ее в гранулы необходимо дополнительно использовать сложное технологическое оборудование.

Ближайшим аналогом изобретения является устройство для извлечения твердой массы из емкости, содержащее помещаемый в полость емкости узел подачи текучей среды [3]
Недостатком этого устройства является также невозможность получения из расплава гранул, а для последующего получения из получаемой бесформенной массы гранул необходимо использование сложного технологического оборудования.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения получения из расплава разрывного заряда гранул в процессе охлаждения извлеченного материала, а техническим результатом является упрощение аппаратурного оформления системы, снижение материало- и энергоемкости процесса и затрат живого труда и, как результат этого, снижение себестоимости получаемого готового продукта.

Это достигается тем, что система для извлечения твердой массы из емкости, содержащая помещаемый в полость емкости узел подачи текучей среды, соединенный с источником подачи теплоносителя для расплавления твердой массы, снабжена камерой с закрепленным в ней опорным элементом для установки емкости, поддоном для сбора расплава, расположенным под камерой, и струйным насосом для диспергирования расплава в ванну с охлаждающей средой, при этом струйный насос размещен в кожухе с образованием межстенового пространства, которое на входе соединено с напорным, а на выходе с питающим трубопроводами теплоносителя и соединен с воздуховодом компрессора посредством размещенного в ванне змеевика.

Технический результат достигается также тем, что опорный элемент выполнен в виде группы гнезд для установки емкостей, а узел подачи текучей среды представляет собой насадок, расположенный соосно гнездам.

Струйный насос выполнен с соплом в виде узкой щели для диспергирования расплава широкой полосой на поверхность охлаждающей жидкости.

В ванне установлена сетчатая лента транспортера и над уровнем охлаждающей жидкости ограничительная рамка для предотвращения попадания диспергированного расплава на сетчатую ленту.

Система снабжена узлом сушки гранул посредством калорифера, раструб которого выполнен с радиатором, вход которого соединен с отводным трубопроводом теплоносителя, а выход с ванной.

На фиг. 1 показана система для извлечения твердой массы из емкости с узкой горловиной, в аксонометрии; на фиг. 2 то же, вид сверху со снятой крышкой; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2, показано гнездо с установленной на нем емкостью с узкой горловиной; на фиг. 4 узел диспергирования расплава, продольный разрез; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 2, показано соединение впускного патрубка и ловителя напорного трубопровода; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 2, показан замок поддона; на фиг. 7 разрез Г-Г на фиг. 2, показано уплотнение поддона.

Система состоит из узла 1 плавления твердой массы, узла 2 диспергирования расплава и средства 3 транспортирования и сушки гранул.

Узел плавления выполнен в виде камеры 4 с горизонтальной перегородкой 5 и поворотной крышкой 6. На перегородке образована группа отверстий 7, на которых соосно закреплены гнезда 8, выполненные в виде усеченных конусных втулок, направленных меньшими основаниями вниз и снабженных уплотняющими кольцами 9, предотвращающих прорыв теплоносителя в камеру 4, а также установлен впускной патрубок 10, пропущенный сквозь перегородку и выполненный снизу конусным. Сверху патрубок 10 заглушен и к нему присоединена разветвленная сеть патрубков 11, каждый из которых заканчивается насадком 12, закрепленным в гнезде 8 соосно отверстию 7.

Камера 4 установлена на стойках 13 на шарнирах 14 с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством троса тельфера (на чертеже не показаны), присоединяемого к зацепу 15. Снизу камеры 4 на этих же стойках закреплен жестко поддон 16, днище которого выполнено в виде наклонных в поперечной и продольной плоскостях листов 17 с образованием желоба 18. Спереди листы соединены с вертикальной стенкой 10, имеющей замки 20, каждый из которых выполнен в виде закрепленных внутри поддона цилиндра 21 с подпружиненным поршнем 22, соединенным с ригелем 23. Предпоршневая полость цилиндра 21 сообщена с пространством поддона 16, а запоршневая с атмосферой, при этом ригель 23 размещен с возможностью входа в фиксирующее отверстие 24 камеры 4 при создании давления в поддоне 16. На поддоне 16 по периметру наклонных листов и стенок установлен уплотняющий шнур 25 из теплостойкой резины и закреплен ловитель 26, выполненный в виде конусной втулки для взаимодействия с конусной частью патрубка 10, соединенный с напорным 27 трубопроводом через пробковый кран 28 с источником подачи теплоносителя (далее генератор 29 теплоносителя), а также отводной 30 трубопровод. В генераторе 29 теплоносителя вмонтированы всасывающий насос и нагреватель (на чертеже не показаны).

Узел диспергирования расплава состоит из герметичной приемной камеры 31, соединенной патрубком 32 с желобом поддона 16. Приемная камера 31 сообщена со струйным насосом 33, который трубопроводом 34 соединен с напорным 27 трубопроводом генератора 29 теплоносителя. Диффузор 35 струйного насоса закреплен на заполняемой охлаждающей жидкостью (водой) ванне 36 под небольшим (8-10^o) углом наклона к поверхности жидкости и заканчивается в виде узкой щели соплом 37 для выброса диспергированного расплава выплавляемой массы широкой полосой на поверхность жидкости и охлаждения с одновременным образованием гранул. При этом генератор 29 теплоносителя питающим 38 трубопроводом сообщен с ванной 36 для подачи в генератор подогретой в результате охлаждения расплава воды для последующего парообразования.

Средство транспортирования и сушки гранул, полученных в результате охлаждения диспергированного расплава, содержит транспортер 39 с сетчатой лентой 40, нижний конец которого размещен в ванне 36, имеющей над уровнем заполнения водой перед верхней ветвью сетчатой ленты 40 ограничительную рамку 41 для предотвращения попадания диспергированного расплава на сетчатую ленту 40. На бортах 42 транспортера в пространстве между ветвями сетчатой ленты закреплена продольная перегородка 43 с наклонными ребрами 44 для отвода проходной фракции гранул в сборник 45 и смонтированы выпускные патрубки 46 калорифера 47, впускное окно которого соединено с компрессором 48. В раструбе калорифера 47 размещен радиатор 49, соединенный с отводным 30 трубопроводом теплоносителя и трубопроводом 50 сброса отработанного теплоносителя в ванну.

За ведущим роликом транспортера с приводом 51 размещен сборник 52 гранулированного продукта, а под ним установлена сменная тара 53. За камерой 4 размещена тележка 54 для сбора емкостей 55 с узкой горловиной после извлечения из них твердой массы.

В варианте исполнения системы струйный насос 23 может быть соединен не с генератором теплоносителя, а воздуховодом 56 (на схеме показан пунктиром) через помещенный в ванну змеевик 57 с компрессором калорифера 47. В этом случае для предотвращения снижения температуры расплава в струйном насосе 33 последний вместе с приемной камерой 31 целесообразно разместить в кожухе 58, межстеновое пространство 59 которого соединено с трубопроводами 60 и 61 соответственно с напорным 27 и питающим 38 трубопроводами генератора 29 теплоносителя. Это уменьшит расход пара и обеспечит отвод змеевиком 57 тепла из ванны и тем самым позволит уменьшить объем охлаждающей воды.

Над ванной 36 и транспортером 39 установлен известный зонт с вытяжной системой (на чертеже не показаны) вентиляции.

Система работает следующим образом.

После установки в группу гнезд 8 на горизонтальной перегородке 5 камеры 4 емкостей 55 с выплавляемой массой, направленных узким входным отверстием вниз соосно насадку 12, и уплотнения зазоров между емкостями и поверхностями гнезд 8 уплотнительными кольцами 9, закрывают крышку 6 и включают систему в работу. Генератор 29 теплоносителя с вмонтированными в него насосом и нагревателем (на чертеже не показаны) всасывает из ванны 36 по питающему 38 трубопроводу воду и генерирует ее в пар, который по напорному 27 трубопроводу через открытый пробковый кран 28, ловитель 26, впускной патрубок 10 и разветвленнуцю сеть патрубков 11 поступает к насадкам 12. Узкой струей пар воздействует на массу (тринитротолуол) в емкости (корпус снаряда) и расплавляет ее. Расплав вытекает через отверстия 7 и, стекая по наклонным листам 17 и желобу 18, скапливается на поддоне 16 у передней стенки 19, откуда по патрубку 32 поступает в приемную камеру 31 узла 2 диспергирования расплава и струйный насос 33. Поступающий в струйный насос 33 по напорному 27 трубопроводу пар захватывает расплав и в виде дисперсных частиц выбрасывает его через сопло 37 диффузора 35 широкой полосой под углом 8-10^o на поверх ность охлаждающей воды в ванну 36, при этом ограничительная рамка 41 препятствует попаданию частиц расплава на сетчатую ленту 40. Ударяясь с большой кинетической энергией о поверхностный слой воды под острым углом, частицы расплава тринитротолуола превращаются в гранулы 62 чешуйчатой формы или в виде частиц чечевицеобразной формы (лепешки), размер которых можно менять, изменяя скорость выброса диспергированного расплава и, следовательно, энергию удара частиц о воду, а также угол наклона сопла к поверхности воды. Охлажденные гранулы опускаются на дно ванны. Одновременно в герметично соединенный с камерой 4 посредством уплотнительного шнура 25 поддон 16 через отверстия 7 в камеру вместе с расплавом выходит теплоноситель (пар или нагретый воздух), который создает в поддоне 16 и предпоршневой полости цилиндров 21 замков 20 давление. В результате этого поршни 22, сжимая пружины перемещаются, и ригеля 23 входят в фиксирующие отверстия 24 камеры 4, замыкая камеру 4 и поддон 16 до тех пор, пока поддон 16 находится под давлением. Такое выполнение замка предотвращает открытие находящейся под давлением камеры 4 даже при потере внимания оператора. Давление теплоносителя в поддоне 16 способствует равномерности подачи расплава в приемную камеру 31 и стабильности работы струйного насоса 33.

Аналогичным образом работает система и тогда, когда вместо пара в струйный насос 33 подают по магистрали 56 воздух, или генератор теплоносителя подает нагретый воздух.

Скопившиеся на дне ванны гранулы захватываются сетчатой лентой 40 наклонного транспортера 39, соединенного с приводом 51 и, перемещаясь вверх, отцеживаются на ленте 40. Проходная фракция гранул (мелкие гранулы и частицы материалы) поступает на продольную перегородку 43 и вдоль наклонных ребер 44 перемещается в сборник 45, а гранулы поступают в зону сушки, где проходят через восходящий поток разогретого воздуха, поступающего из оппозитно закрепленных на бортах 42 транспортера 39 патрубков 46 калорифера 47. Воздух в калорифер 47 поступает от компрессора 48 и нагревается проходящим через радиатор 49 отработанным теплоносителем, который поступает по трубопроводу 30 из поддона 16. Прошедший через радиатор 49 отработанный теплоноситель по трубопроводу 50 сбрасывается в ванну 36. Проходя зону сушки, гранулы многократно переворачиваются и интенсивно сушатся, а в конце транспортера 39 сбрасываются в сборник 52, откуда периодически перегружаются в сменную тару 53.

После завершения выплавки массы из емкостей оператор перекрывает пробковый кран 28, давление в поддоне 16 падает до атмосферного (т.к. отводной 30 трубопровод постоянно открыт), и подпружиненные поршни 22 замков 20 выдвигают ригеля 23 из фиксирующих отверстий 24 камеры 4. Только после этого тросом тельфера (на чертеже не показан) поворачивают камеру 4 вокруг шарниров 14 стоек 13 и выгружают пустые емкости 55 в тележку 54.

При использовании в системе в качестве теплоносителя нагретого воздуха в струйный насос 33 воздух поступает по воздуховоду 56 от компрессора 48 калорифера или от автономного компрессора через змеевик 57, а струйный насос 33 и приемную камеру 31 помещают в кожух 58, межстенновое пространство 59 которого соединяют с напорным 27 и питающим 38 трубопроводами генератора теплоносителя соответственно трубопроводами 60 и 61, и при этом питающий трубопровод 38 генератора теплоносителя сообщают с атмосферой.

В варианте исполнения системы (фиг.6) гнездо 8 может быть выполнено в виде вертикального цилиндра, уплотнительное кольцо которого имеет разную ширину для установки в гнезде 8 снарядов разного калибра.

В нижней части цилиндра установлено опорное кольцо 62 с центральным окном 63 для установки в нем узкой горловиной емкости 55 и отверстия 64 для сообщения полости 65, образованной внутренней поверхностью цилиндра, опорного и уплотнительного колец, а также корпуса емкости 55 через окно 7 с поддоном 16, при этом насадки 12 закреплен на боковой поверхности цилиндра равномерно по окружности и входят в полость для подачи теплоносителя (пар или нагретый воздух) для нагрева корпуса емкости 55, через который тепло передается находящейся в емкости 55 масс. Отработанный пар через отверстия 64 и отверстия 7 выходит в поддон 16.

Выделяемое при работе системы тепло и газы удаляются известной вытяжной системой, подключенной к установленному над ванной 36 и транспортером 39 кожуху (на чертеже не показан).

Сущность изобретения: система содержит узел плавления массы, узел диспергирования расплава и средство транспортирования и сушки гранул, полученных из диспергированного расплава. Узел плавления массы выполнен в виде насадков, помещаемых через горловину в емкость, а узел диспергирования - в виде струйного насоса, сообщенных с источником подачи теплоносителя, при этом сопло струйного насоса в виде узкой щели установлено под острым углом к поверхности охлаждающей жидкости в ванне. Струйный насос размещен в кожухе с образованием межстенового пространства, которое на входе соединено с напорным трубопроводом, а на выходе - с питающим, и соединен с воздуховодом компрессора посредством размещенного в ванне змеевиком. Узел транспортирования и сушки гранул выполнен в виде погруженного нижним концом в ванну транспортера, под сетчатой лентой которого размещены выпускные патрубки калорифера. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для извлечения твердой массы из емкости, содержащая помещаемый в полость емкости узел подачи текучей среды, отличающаяся тем, что узел подачи текучей среды соединен с источником подачи теплоносителя для расплавления твердой массы, а система снабжена камерой с закрепленным в ней опорным элементом для установки емкости, поддоном для сбора расплава, расположенным под камерой, и струйным насосом для диспергирования расплава в ванну с охлаждающей средой, при этом струйный насос размещен в кожухе с образованием межстенового пространства, которое на входе соединено с напорным, а на выходе с питающим трубопроводами теплоносителя, и соединен с воздуховодом компрессора посредством размещенного в ванне змеевика. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что опорный элемент имеет группу гнезд для установки емкостей, а узел подачи текучей среды представляет собой насадок, расположенный соосно с гнездами. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что струйный насос выполнен с соплом в виде узкой щели для подачи диспергированного расплава широкой полосой на поверхность охлаждающей жидкости. 4. Система по пп.1 3, отличающаяся тем, что в ванне установлены сетчатая лента транспортера и над уровнем охлаждающей жидкости ограничительная рамка для предотвращения попадания диспергированного расплава на сетчатую ленту. 5. Система по пп. 1-4, отличающаяся тем, что она снабжена узлом сушки гранул посредством калорифера, раструб которого выполнен с радиатором, вход которого соединен с отводным трубопроводом теплоносителя, а выход с ванной.