СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА Российский патент 2006 года по МПК C06B21/00 

Изобретение относится к процессам приготовления взрывчатого состава, в том числе смесевого ракетного твердого топлива, и формования из него изделия с применением вертикального смесителя со съемным корпусом.

Существующие в настоящее время способы смешения компонентов взрывчатого состава на вертикальном смесителе (патент США №3807272, патент ФРГ №2303065, патент РФ №2167135) имеют ограничение по применению для переработки составов с высоким пределом текучести из-за капсулирования воздуха в составе при выводе мешалок из корпуса смесителя.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ изготовления зарядов из смесевого твердого топлива по патенту РФ №2226520. Способ включает дозирование жидковязких, порошкообразных компонентов, перемешивание их в вертикальном смесителе с планетарными мешалками и съемным корпусом, отсоединение корпуса от смесительной головки, вакуумирование взрывчатого состава в съемном корпусе под технологической крышкой и формование изделия.

Вакуумирование взрывчатого состава под технологической крышкой, предусмотренное в данном способе, расширяет диапазон перерабатываемых составов по реологическим свойствам, обеспечивает изготовление качественных изделий по монолитности с пределом текучести взрывчатого состава до 1000 Па. Однако эффективность использования вакуумирования для удаления воздушных включений в данном способе реализуется не полностью из-за применения при вакуумировании состава под технологической крышкой постоянно (монотонно) действующего остаточного давления.

Технической задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления изделия из взрывчатого состава, расширяющего возможности применения вертикального смесителя с планетарными мешалками для качественного изготовления изделий из составов с высоким пределом текучести.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления изделия из взрывчатого состава, включающем дозирование жидковязких, порошкообразных компонентов, перемешивание их в вертикальном смесителе с планетарными мешалками и съемным корпусом, вакуумирование взрывчатого состава в съемном корпусе под технологической крышкой и формование изделия, согласно изобретению вакуумирование осуществляют созданием пульсирующего во времени двуступенчатого остаточного давления, которое на первой ступени составляет 0,27-6,6 кПа с продолжительностью воздействия 0,5-3,0 минут, а на второй ступени составляет 40,0-101,0 кПа с продолжительностью 0,1-1,0 минут.

При вакуумировании взрывчатого состава под технологической крышкой воздушные включения, капсулированные в составе при выводе мешалок из корпуса смесителя, увеличиваются в размерах, вследствие чего объемное содержание их в составе резко увеличивается и под действием сил, возникающих за счет разности плотности воздуха и взрывчатого состава, начинается процесс их удаления (всплывание и выход на поверхность) из внутренних слоев состава. При этом удаление воздушных включений сопровождается процессами их слияния и укрупнения.

Для повышения эффективности, полноты удаления воздушных включений предлагается процесс вакуумирования взрывчатого состава под технологической крышкой проводить при многократном воздействии пульсирующего во времени остаточного давления. При создании пульсирующего во времени остаточного давления происходит импульсивное изменение размеров воздушных включений, что способствует ускорению процессов слияния, укрупнения воздушных включений, удалению воздушных включений из взрывчатого состава с высоким пределом текучести, расширяет диапазон перерабатываемых составов в вертикальном смесителе планетарного типа по реологическим свойствам.

Предлагаемые последовательность и пределы изменения параметров пульсирующего во времени остаточного давления приведены на чертеже. На чертеже обозначены: P₁ - остаточное давление в пределах 0,27-6,6 кПа (I ступень); P₂ - остаточное давление в пределах 40,0-101,0 кПа (II ступень); τ₁ - продолжительность воздействия остаточного давления на I ступени, мин; τ₂ - продолжительность воздействия остаточного давления на II ступени, мин.

Остаточное давление под технологической крышкой при вакуумировании взрывчатого состава на I ступени выбрано в пределах 0,27-6,6 кПа с повышением его на II ступени до 40,0-101,0 кПа с целью создания колебаний размеров воздушных включений с максимально возможной амплитудой при пульсирующем изменении остаточного давления, что обеспечивает достижение максимальной эффективности применения вакуумирования для удаления воздушных включений.

Для достижения максимальной эффективности и полноты удаления воздушных включений продолжительность воздействия остаточного давления на I ступени (τ₁) должна быть существенно больше, чем продолжительность его воздействия на II ступени (τ₂). Однако чрезмерное увеличение продолжительности воздействия остаточного давления на I ступени приведет к уменьшению количества колебаний размеров воздушных включений и снижению эффективности способа. Оптимальным является продолжительность воздействия остаточного давления на I ступени в пределах 0,5-3,0 мин.

Продолжительность воздействия на взрывчатый состав остаточного давления на II ступени должна быть минимальная. Технически осуществимым для предлагаемого способа является время 0,1-1,0 мин.

Изготовление изделия из взрывчатого состава по предлагаемому способу осуществляется следующим образом: в корпус вертикального смесителя с планетарными мешалками дозируют жидковязкие и порошкообразные компоненты взрывчатого состава, перемешивают их до получения однородного состава. После чего съемный корпус смесителя отсоединяют от смесительной головки, закрывают его технологической крышкой и вакуумируют взрывчатый состав в съемном корпусе под технологической крышкой. При этом вакуумирование осуществляют созданием пульсирующего во времени двуступенчатого остаточного давления. На первой ступени создают остаточное давление 0,27-6,6 кПа (см.чертеж) с продолжительностью воздействия 0,5-3,0 мин, а на второй ступени - 40,0-101,0 кПа с продолжительностью воздействия 0,1-1,0 мин. Общая продолжительность вакуумирования взрывчатого состава в съемном корпусе под технологической крышкой составляет 30-60 мин (в известных пределах по прототипу). По окончании вакуумирования с корпуса смесителя снимают технологическую крышку, присоединяют его к поршневой гидравлической системе вытеснения и формуют изделие путем подачи давления на поршень гидравлической системы вытеснения. Примеры конкретного исполнения способа приведены в таблице.

Применение описанного способа изготовления изделия из взрывчатого состава обеспечивает качественное изготовление изделий из составов с пределом текучести более 1000 Па с применением вертикального смесителя с планетарными мешалками.

Предлагаемый способ изготовления изделия из взрывчатого состава с положительными результатами прошел опытную проверку в условиях ФГУП "НИИПМ".

Таблица
Примеры конкретного исполнения способа.ПримерыОстаточное давление под технологической крышкой (Р_ост), кПаПродолжительность воздействия Р_ост, минРезультаты эксперимента№I ступеньII ступеньI ступеньII ступень 10,2740,00,50,1Обеспечивается максимальная эффективность20,27101,03,01,0использования вакуумирования взрывчатого состава36,640,00,50,1для удаления воздушных включений под 46,6101,03,01,0технологической крышкой     Эффективность применения пульсирующего изменения остаточного давления для удаления воздушных включений под технологической крышкой падает:50,2741,00,50,1а)из-за уменьшения амплитуды колебаний 66,740,03,01,0пульсирующего остаточного давления;70,2740,03,10,1б)из-за уменьшения количества колебаний 86,6101,03,11,0пульсирующего остаточного давления90,2640,03,00,1Увеличивается унос летучих компонентов взрывчатого состава100,27101,03,00,09Для предлагаемого способа является не осуществимым

Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ, в том числе смесевых твердых ракетных топлив. Предложен способ изготовления изделия из взрывчатого состава, включающий дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов, перемешивание их в вертикальном смесителе с планетарными мешалками и съемным корпусом, вакуумирование взрывчатого состава в съемном корпусе под технологической крышкой и формирование изделия. Вакуумирование осуществляют созданием пульсирующего во времени двуступенчатого остаточного давления, которое на первой ступени составляет 0,27-6,6 кПа с продолжительностью воздействия 0,5-3,0 мин, а на второй ступени составляет 40,0-101,0 кПа с продолжительностью 0,1-1,0 мин. Изобретение направлено на создание способа изготовления изделия из взрывчатого состава, обеспечивающего качество смешения компонентов и монолитность состава с высоким пределом текучести. 1 ил., 1 табл.

Способ изготовления изделия из взрывчатого состава, включающий дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов, перемешивание их в вертикальном смесителе с планетарными мешалками и съемным корпусом, вакуумирование взрывчатого состава в съемном корпусе под технологической крышкой и формирование изделия, отличающийся тем, что вакуумирование осуществляют созданием пульсирующего во времени двухступенчатого остаточного давления, которое на первой ступени составляет 0,27-6,6 кПа с продолжительностью воздействия 0,5-3,0 мин, а на второй ступени составляет 40,0-101,0 кПа с продолжительностью 0,1-1,0 мин.