УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТЫХ СОСТАВОВ Российский патент 2004 года по МПК C06B21/00 

Изобретение относится к области смешения компонентов взрывчатых составов.

Устройство может быть применено для производства изделий из взрывчатых составов оборонного и общепромышленного назначения.

Для этих целей обычно используют устройства, содержащие верхний и нижний вакуумный смесители, снабженные мешалками и шнеками, а также устройствами вакуумирования.

Известны, например, устройства, описанные в патентах РФ №2132837 и №2164221, используемые для смешения компонентов взрывчатых составов.

В устройстве по патенту РФ №2164221, принятым авторами за более близкий аналог, обеспечивается получение качественных изделий из взрывчатых составов. Однако в случаях, когда вязкость готового перерабатываемого состава менее 0,2·10³ Па·с, возможен подсос воздуха в нижний вакуумный смеситель и попадание воздуха в состав, т.к. герметизация верхнего смесителя с нижним осуществляется только за счет выходного отверстия, перекрытого фильерой. При этом выходное отверстие нижнего вакуумного смесителя заглушено (в начале работы), а затем перекрывается путем подсоединения формообразующей оснастки, что требует проведения ручных работ при наличии взрывчатого состава в смесителях.

Среди устройств перекрытия выходного отверстия смесителей известно устройство по патенту РФ №2183603, в котором перекрытие выходного отверстия верхнего смесителя производится клапаном специальной конструкции, в котором для управления работы клапана подается извне сжатый воздух с регулируемым давлением, что значительно усложняет конструкцию. Кроме того, устройство работоспособно только при вязкости перерабатываемого состава более 0,2·10³ Па·с.

Для перекрытия выходного отверстия нижнего вакуумного смесителя могут быть использованы клапаны, пропускающие перерабатываемый состав при работе шнека смесителя и перекрывающие выходной канал при остановке шнека.

В качестве таких клапанов могут использоваться, например, устройства типа клапанных коробок противогаза, приведенные в книге “Гражданская оборона” авторов Егорова П.Т. и др., издательство “Высшая школа”, Москва, 1970 г.

Узлы клапанов такого типа состоят из металлического диска с отверстиями и закрепленной по центру эластичной пластины. Надежное перекрытие такого клапана достигается только за счет противодавления со стороны эластичной пластины. Так, например, клапан выдоха надежно перекрывается только при вдохе и наоборот.

Применение подобного клапана на выходном отверстии нижнего вакуумного смесителя не гарантирует герметичности перекрытия при вакууме в смесителе из-за гидростатического давления взрывчатого состава.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является:

- обеспечение монолитности получаемого состава, в том числе и с вязкостью менее 0,2·10 Па·с;

- упрощение конструкции.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для смешения компонентов содержит верхний и нижний вакуумный смесители, снабженные мешалками и шнеками, выходное отверстие верхнего и нижнего вакуумного смесителя снабжено клапаном, при этом клапан на выходе верхнего смесителя содержит цилиндрический корпус, на конце которого закреплена мембрана из эластичного материала, выполненная полой с армировкой в виде металлического диска, внутри мембраны размещена пружина, поджимающая ее к выходному отверстию верхнего смесителя и опирающаяся одним торцом на металлический диск, другим - на полый стержень, установленный внутри цилиндрического корпуса с упором в винт регулировки поджатия пружины, выполненный с внутренним каналом, через канал винта и полый стержень полость мембраны соединена с атмосферой, при этом площадь сечения полости мембраны, перпендикулярная оси выходного отверстия верхнего смесителя, больше площади сечения выходного отверстия верхнего смесителя. Клапан на выходе нижнего вакуумного смесителя содержит фильеру и эластичную мембрану, перекрывающую выходное отверстие нижнего вакуумного смесителя, причем эта мембрана выполнена в виде плоской круглой пластины с отверстием в центре, диаметр которого составляет 40-60% диаметра выходного отверстия нижнего вакуумного смесителя, и имеет буртик по наружному диаметру, фильера с внутренней стороны снабжена конусным рассекателем, а наружная поверхность фильеры, контактирующая с мембраной, выполнена конусной с углом в вершине конуса α=168-172°.

Предлагаемое устройство изображено на чертежах.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, состоящего из верхнего смесителя 1, нижнего (вакуумного) смесителя 2, клапана 3 на выходе верхнего смесителя и клапана 4 на выходе нижнего смесителя. Каждый смеситель снабжен мешалками 5, 6 и шнеками 7, 8.

На фиг.2 изображен в разрезе клапан на выходе верхнего смесителя. Клапан содержит цилиндрический корпус 9 с закрепленной на конце полой мембраной 10 из эластичного материала. Корпус клапана закреплен на верхней части корпуса нижнего смесителя, причем опорная поверхность “В” выполнена по сфере, что позволяет вести регулировку положения мембраны для равномерного прилегания ее к торцу выходного отверстия верхнего смесителя. Сама мембрана с целью обеспечения жесткости в центральной части армирована металлическим диском 11. Внутри мембраны установлена пружина 12, упирающаяся одним концом в диск 11, а другим - в полый стержень 13, при этом с помощью установленного с наружной стороны клапана полого регулировочного винта 14, упирающегося в стержень 13, осуществляется начальное поджатие мембраны к выходному отверстию верхнего смесителя. Через винт 14 и стержень 13 полость мембраны соединяется с атмосферой. Диаметр d мембраны выполняется больше диаметра d₁ выходного отверстия верхнего смесителя, что при наличии вакуума в корпусе нижнего смесителя за счет разности давлений обеспечивает надежную герметизацию выходного отверстия верхнего смесителя при остановленном шнеке, а при работе шнека обеспечивает кольцевой выход состава тонким слоем, создавая условия для качественного вакуумирования состава.

На фиг.3 изображен клапан на выходе нижнего смесителя. Клапан содержит фильеру 15 и эластичную мембрану 16. Мембрана выполнена в виде круглой плоской пластины с центральным отверстием и буртиком по наружному диаметру. Диаметр d₂ центрального отверстия составляет 40-60% диаметра d₃ перекрываемого выходного отверстия нижнего смесителя. Уменьшение диаметра d₂ сверх этих пределов ведет к уменьшению проходной способности мембраны, а увеличение ведет к снижению проходной способности фильеры.

Наружная часть фильеры, контактирующая с мембраной, выполнена конусной с углом в вершине конуса α=168-172°. Указанная величина угла конуса позволяет обеспечить герметичность верхнего смесителя при остановленном шнеке и отсутствии вакуума в нижнем смесителе. Параметры угла подобраны опытным путем. Уменьшение угла приводит к снижению долговечности из-за значительных деформаций; при угле, близком к 180° герметичность не гарантируется. Конусный рассекатель обеспечивает направление состава к отверстиям фильеры и исключает образование застойной зоны в центре выходного отверстия.

Устройство работает следующим образом. Включаются мешалки верхнего смесителя. В верхний смеситель дозаторами загружается смесь компонентов на полную рабочую загрузку смесителя. Выходное отверстие смесителя перекрыто клапаном, мембрана которого поджата к выходному отверстию пружиной с регулируемым усилием.

В корпусе нижнего смесителя создается разрежение (вакуум) и мембрана клапана верхнего смесителя за счет разности давлений внутри мембраны и вакуума в нижнем смесителе дополнительно прижимается к выходному отверстию верхнего смесителя. В нижнем смесителе при создании вакуума мембрана клапана также прижимается за счет разности давлений к отверстиям фильеры, обеспечивая надежную герметизацию.

После заполнения верхнего смесителя включаются шнек верхнего смесителя и мешалки нижнего смесителя и при продолжающемся дозировании компонентов в верхний смеситель производится набор смеси в нижний смеситель.

При этом из верхнего смесителя смесь выходит по наружному диаметру контакта мембраны с выходным отверстием. Смесь выходит в виде пленки, толщина которой может регулироваться. При этом, чем тоньше пленка, тем интенсивнее идет вакуумирование (дегазация) состава. Но при этом утончение пленки ведет к потере производительности. Исходя из этого усилие поджатия мембраны подбирается опытным путем для каждого состава смеси.

По заполнении нижнего смесителя включается его шнек для формования изделий и далее процесс идет непрерывно.

При этом остановка любого из шнеков автоматически приводит к перекрытию клапанами выходных отверстий смесителей.

Предлагаемое устройство прошло с положительными результатами опытную проверку на ФГУП Пермский завод им. С.М.Кирова, г. Пермь.

Изобретение относится к области смешения компонентов взрывчатых составов. Предложено устройство для смешения компонентов взрывчатого состава, содержащее верхний и нижний вакуумный смесители, снабженные мешалками и шнеками. Выходное отверстие верхнего и нижнего вакуумного смесителей снабжено клапаном, при этом клапан на выходе верхнего смесителя содержит цилиндрический корпус, на конце которого закреплена мембрана из эластичного материала, выполненная полой с армировкой в виде металлического диска, внутри мембраны размещена пружина, поджимающая ее к выходному отверстию верхнего смесителя и опирающаяся одним торцом на металлический диск, другим - на полый стержень, установленный внутри цилиндрического корпуса с упором в винт регулировки поджатия пружины, выполненный с внутренним каналом. Через канал винта и полый стержень полость мембраны соединена с атмосферой. Клапан на выходе нижнего вакуумного смесителя содержит фильеру и эластичную мембрану, перекрывающую выходное отверстие нижнего вакуумного смесителя, эта мембрана выполнена в виде плоской круглой пластины с отверстием в центре, фильера с внутренней стороны снабжена конусным рассекателем, а наружная поверхность фильеры, контактирующая с мембраной, выполнена конусной. Изобретение обеспечивает монолитность получаемого состава, в том числе и с вязкостью менее 0,2·10³ Па·с. 3 ил.

Устройство для смешения компонентов взрывчатого состава, содержащее верхний и нижний вакуумный смесители, снабженные мешалками и шнеками, отличающееся тем, что выходное отверстие верхнего и нижнего вакуумного смесителей снабжено клапаном, при этом клапан на выходе верхнего смесителя содержит цилиндрический корпус, на конце которого закреплена мембрана из эластичного материала, выполненная полой с армировкой в виде металлического диска, внутри мембраны размещена пружина, поджимающая ее к выходному отверстию верхнего смесителя и опирающаяся одним торцом на металлический диск, другим - на полый стержень, установленный внутри цилиндрического корпуса с упором в винт регулировки поджатия пружины, выполненный с внутренним каналом, через канал винта и полый стержень полость мембраны соединена с атмосферой, при этом площадь сечения полости мембраны, перпендикулярная оси выходного отверстия верхнего смесителя, больше площади сечения выходного отверстия верхнего смесителя, а клапан на выходе нижнего вакуумного смесителя содержит фильеру и эластичную мембрану, перекрывающую выходное отверстие нижнего вакуумного смесителя, причем эта мембрана выполнена в виде плоской круглой пластины с отверстием в центре, диаметр которого составляет 40-60% диаметра выходного отверстия нижнего вакуумного смесителя, и имеет буртик по наружному диаметру, фильера с внутренней стороны снабжена конусным рассекателем, а наружная поверхность фильеры, контактирующая с мембраной, выполнена конусной с углом в вершине конуса α=168-172°.