УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ Российский патент 2005 года по МПК C06B21/00 

Предлагаемое изобретение относится к области изготовления ракетных двигателей из смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) и может быть применено в промышленности для производства твердотопливных двигателей различных классов ракет, пороховых газогенераторов, пороховых аккумуляторов давления скважин и т.п. Изобретение направлено на повышение безопасности путем автоматизации процесса чистки и разборки устройства для смешения и формования.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип заявляемого изобретения, является устройство для смешения компонентов взрывчатых составов и формования изделий из них (патент РФ №2132837). В своем составе устройство содержит верхний и нижний (вакуумный) смесители. Каждый смеситель машины снабжен мешалками и шнеком. На корпусе вакуумного смесителя закреплена вакуумная камера, которая:

а) герметично соединяет вакуумный смеситель с выгрузочным каналом верхнего смесителя;

б) увеличивает объем полости вакуумного смесителя и при номинальной загрузке его обеспечивает условия для вакуумирования перерабатываемого состава.

К выгрузочному каналу вакуумного смесителя подсоединяется формообразующая оснастка, а на выходе выгрузочного канала верхнего смесителя (в полости вакуумной камеры) устанавливается фильера.

Недостатками данного устройства являются:

- отсутствие возможности дистанционного перекрытия и последующего открытия фильеры, необходимого как в начальный период при наборе продукта в верхний смеситель, так и при чистке для заливки моющей жидкости в верхний смеситель;

- необходимость опасных операций ручной разборки узла стыковки фильеры с вакуумным смесителем из-за наличия остатков пожаровзрывоопасных продуктов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение безопасности процесса чистки и разборки устройства путем его автоматизации.

Технический результат достигается тем, что конец выгрузочного канала корпуса верхнего смесителя выполнен в виде съемной втулки с фильерой. Она герметично соединена с корпусом смесителя управляемым механизмом захвата - байонетным затвором с приводом и герметично установлена во входном окне вакуумной камеры. Манжетное уплотнение и поджимной фланец манжет с опорной поверхностью под втулку обеспечивают возможность осевого перемещения втулки при раскрытом затворе втулки. Через тяги, размещенные внутри вакуумной камеры, втулка соосно соединена с корпусом гидроцилиндра, расположенного с наружной стороны камеры. На опорных бобышках для тяг со стороны гидроцилиндра установлена упорная вставка с приводом, перемещающаяся перпендикулярно оси штока гидроцилиндра и устанавливаемая при втянутом штоке гидроцилиндра между опорной шайбой, закрепленной на штоке, и бобышкой камеры. При этом размер вставки по длине выполнен больше величины, необходимой для выхода втулки из затвора. Для перекрытия выходного отверстия втулки верхнего смесителя на конце штока гидроцилиндра установлена заглушка с эластичным уплотнительным элементом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства;

фиг.2 - поперечный разрез А-А (на фиг.1) втулки и шнека верхнего смесителя;

фиг.3 - поперечный разрез Б-Б (на фиг.1) вакуумной камеры в сборе с выгрузочным каналом верхнего смесителя;

фиг.4 - поперечный разрез В-В (на фиг.1) упорной вставки с приводом.

Устройство состоит из верхнего смесителя 1 с приводами шнека 2 и мешалок (на фиг. не показан) и вакуумного смесителя 3 с вакуумной камерой 4 с приводами шнека 5 и мешалок (на фиг. не показан). Втулка 6, заканчивающаяся фильерой, соосно соединена с выгрузочным каналом корпуса верхнего смесителя дистанционно управляемым механизмом захвата - байонетным затвором 7 с приводом 8 и установлена во входном окне вакуумной камеры. Герметизация втулки в окне осуществляется манжетами 9, поджимаемыми грундбуксой 10. В камере 4 на бобышках 11 герметично установлены тяги 12, которые своими цапфами соединены с траверсой 13. Траверса соединена со втулкой по байонетному принципу. С наружной стороны камеры тяги закреплены на корпусе гидроцилиндра 14, который по отношению к втулке расположен соосно. Шток 15 гидроцилиндра герметично проходит через центральную бобышку 16 камеры. На конце штока закреплена заглушка 17с уплотнительным элементом 18, а с наружной стороны камеры на штоке зафиксирована опорная шайба 19. На бобышках 11 со стороны гидроцилиндра зафиксированы кронштейны 20. Привод 21 упорной вставки 22 представляет собой гидроцилиндр, шток 23 которого закреплен на кронштейнах 20. Подача рабочей жидкости (масла) в ту или другую полости привода осуществляется через соответствующие центральные отверстия в штоке 23. С целью обеспечения параллельного относительно штока 15 положения вставки на кронштейнах 20 установлена направляющая 24. Для обеспечения возможности подъема вакуумной камеры вместе со втулкой 6 после разборки длина упорной вставки рассчитана так, чтобы втулка была выдвинута из дистанционно раскрытого затвора 7 с заданной величиной просвета между ним и втулкой.

После сборки исходное положение составных частей вакуумной камеры таково:

- втулка 6 вставлена в затвор 7;

- затвор 7 закрыт (втулка 6 зафиксирована);

- шток 15 с заглушкой 17 втянут внутрь гидроцилиндра 14;

- вставка 22 установлена между опорной шайбой 19 и бобышкой 16 камеры.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском подачей масла в полость “а” привода 21 вставка отводится от штока 15, а выгрузочный канал верхнего смесителя перекрывается заглушкой 17 путем нагнетания масла в полость “с” гидроцилиндра 14. В камере с вакуумным смесителем создается разрежение (вакуум) до необходимого остаточного давления, по достижении которого в верхний смеситель загружаются компоненты. Компоненты смешиваются мешалками и под их воздействием полученная масса подается в заборную часть шнека 25.

Масса транспортируется шнеком к выходу, заполняя выгрузочный канал смесителя. Отводится заглушка 17 путем подачи масла в полость “d” гидроцилиндра 14 и масса, выходя из канала и продавливаясь через фильеру втулки 6, попадает на мешалки вакуумного смесителя. В последнем состав дополнительно перемешивается, вакуумируется и подается в корпус ракетного двигателя.

По окончании работы выгрузочный канал верхнего смесителя перекрывается заглушкой. Затем в смеситель заливается моющая жидкость и при вращающихся шнеке и мешалках производится его мойка. После этого заглушка отводится и моющая жидкость сливается в вакуумный смеситель с камерой 4.

По окончании мойки производится дистанционная разборка устройства для окончательной чистки. После извлечения шнека 25 из канала корпуса смесителя при крайнем втянутом положении штока 15 устанавливается вставка 22 между шайбой 19 и бобышкой 16 путем подачи масла в полость “b” привода 21. Открывается затвор 7. В полость “с” гидроцилиндра 14 нагнетается масло, и при зафиксированном вставкой 22 штоке 15 гидроцилиндр с тягами 12 и траверсой 13 выводит втулку 6 из затвора. Вакуумная камера в сборе со втулкой поднимается и транспортируется на место чистки, где при установленной на штоке 15 вставке в полость “d” гидроцилиндра 14 подается масло. Втулка 6 выводится в положение, аналогичное положению втулки в собранном устройстве. Затем, прежде чем снять втулку, ее надо повернуть вокруг своей оси на угол, необходимый для вывода из взаимного зацепления зубьев байонетного соединения траверсы 13 с втулкой 6. Далее осуществляется полная разборка камеры.

Описанная конструкция узла соединения верхнего смесителя с вакуумной камерой исключает механическое воздействие на перерабатываемый состав в процессе работы устройства, ускоряет процесс разборки его после пуска, а сама разборка производится без участия персонала. Это позволяет повысить безопасность эксплуатации устройства. Помимо основного назначения в предлагаемой конструкции предусмотрено также использование штока гидроцилиндра привода съемной втулки с установленной на его конце заглушкой с уплотнительной манжетой для дистанционного перекрытия выгрузочного канала верхнего смесителя. Это дает возможность создания вакуума в начале работы устройства, а в конце работы при чистке позволяет заливать в верхний смеситель моющую жидкость.

Опытный образец устройства изготовлен и испытан с положительными результатами.

Устройство может быть применено в промышленности для производства твердотопливных двигателей различных классов ракет, пороховых газогенераторов, пороховых аккумуляторов давления скважин и т.д. Устройство включает в себя верхний смеситель, вакуумный смеситель и вакуумную камеру. В предлагаемом устройстве на выходном участке шнека верхнего смесителя установлена съемная втулка, скрепленная с вакуумной камерой герметичным соединением с возможностью осевого перемещения, а с корпусом верхнего смесителя - быстросъемным байонетным затвором с приводом. Съемная втулка снабжена приводом осевого перемещения посредством тяг, при этом привод выполнен в виде гидроцилиндра со штоком, расположенным соосно верхнему смесителю со стороны съемной втулки. Привод перемещения съемной втулки снабжен упорной вставкой с приводом, взаимодействующей со штоком гидроцилиндра и установленной с возможностью перемещения в плоскости расположения штока гидроцилиндра, перпендикулярной последнему, при этом шток гидроцилиндра снабжен заглушкой, расположенной на его торце. Изобретение позволяет обеспечить безопасность эксплуатации устройства путем автоматизации процесса разборки устройства. 4 ил.

Устройство для смешения компонентов взрывчатых составов и формования изделий из них, содержащее верхний смеситель, вакуумный смеситель, вакуумную камеру, отличающееся тем, что оно снабжено съемной втулкой, установленной снаружи выходного участка шнека верхнего смесителя, скрепленной с вакуумной камерой герметичным соединением с возможностью осевого перемещения, а с корпусом верхнего смесителя - быстросъемным байонетным затвором с приводом, приводом осевого перемещения съемной втулки посредством тяг, выполненным в виде гидроцилиндра со штоком, расположенным соосно верхнему смесителю со стороны съемной втулки, при этом привод перемещения съемной втулки снабжен упорной вставкой с ее приводом, взаимодействующей со штоком гидроцилиндра и установленной с возможностью перемещения в плоскости расположения штока гидроцилиндра, перпендикулярной последнему, при этом шток гидроцилиндра снабжен заглушкой, расположенной на его торце.