УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2010 года по МПК C06B21/00 

Изобретение относится к области изготовления промышленных взрывчатых веществ (ПВВ), состоящих их твердого сыпучего окислителя, твердых дисперсных добавок и жидких добавок различной вязкости, а именно к способам изготовления ПВВ и к установкам для изготовления ПВВ, которые могут быть размещены стационарно, например, в заводских условиях или на местах ведения взрывных работ, а также могут быть передвижными на базе шасси автомобилей или в виде блоков-модулей.

ПВВ представляют собой смеси, получаемые смешением различного числа компонентов. Известны и существуют композиции, в состав которых входит до десятка компонентов. Содержание компонентов в смеси по массе может изменяться в широком диапазоне - различие в содержании может достигать нескольких порядков. В любом микрообъеме идеально однородной смеси с феноменологической точки зрения должны находиться частицы всех компонентов в количествах, определяемых заданным их соотношением. Однако такое идеальное расположение частиц в объеме смеси в действительности не наблюдается. В произвольно выбранных микрообъемах смеси возможно большое число сочетаний частиц различных компонентов, т.е. их распределение в смеси случайно.

Качество смешивания ПВВ, а следовательно, и их эксплуатационно-технические свойства, напрямую зависят от устройств, в которых осуществляется процесс смешивания компонентов. В производстве ПВВ используются различные по принципу действия и конструкции смесители. По характеру рабочего цикла смесители могут быть периодическими и непрерывными. Наиболее приемлемыми и распространенными для изготовления ПВВ являются смесители периодического действия. Такие смесители позволяют обеспечить точное соотношение между компонентами смеси и удобство дозирования большого числа компонентов в заданной, разделенной во времени последовательности.

По механике переноса вещества смесители периодического действия можно разделить на объемные смесители (барабанные, ленточные и плужные), смесители с перемешивающими устройствами (циркуляционные смесители), смесители с ожиженным слоем материала (смесители диффузионного смешивания) (Генералов М.Б. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004, стр.153-166).

Известна установка для непрерывного изготовления аммонийно-селитренных взрывчатых веществ с лопастным барабанным смесителем с барабаном, вращающимся вокруг горизонтальной оси (авторское свидетельство SU 221550, 01.07.1968, С06В 21/00). Установка включает устройство для подогрева аммиачной селитры, устройство для плавки тротила, лопастной барабанный смеситель с паровой рубашкой для его обогрева, устройства для подачи компонентов в смеситель, причем загрузки на смешение алюминиевой пудры осуществляется через размещенный в горловине смесителя шнековый питатель. Способ с использованием данной установки включает следующие операции: нагрев аммиачной селитры, расплавление тротила, загрузку селитры, расплава тротила и алюминиевой пудры в смеситель. Затем компоненты перемешивают и выгружают полученную смесь из смесителя в аппарат охлаждения. После охлаждения смеси ее подают на просейку и укупорку. В качестве недостатков данной установки следует отметить сложность конструкции и специальное назначение с возможностью изготовления ограниченного спектра взрывчатых веществ из номенклатуры ПВВ, т.е. предусмотрена возможность смешения только трех компонентов - аммиачной селитры, тротила и алюминия.

Известна установка для изготовления промышленных взрывчатых веществ, позволяющая изготавливать однородные и одинаковые по качеству порции промышленного взрывчатого вещества типа «slurry» (патент US 3378235, 16.04.1968, С06В 21/00). Установка включает смесительную емкость с мешалкой, питатель для подачи в смесительную зону жидкой суспензии с установленной скоростью, вентиль для управления потоком, подаваемым питателем, а также питатель для подачи твердого гранулированного материала и устройство, регулирующее выгрузку готовой взрывчатой смеси из системы, в виде поворотного клапана, приводимого в действие, например, с использованием пневматических средств. Недостатком этой установки является низкое качество перемешивания компонентов ПВВ, связанное с образованием застойных зон в зоне смешения из-за конструктивных особенностей емкости и перемешивающего органа.

Известна установка для изготовления промышленных взрывчатых веществ со смесителем барабанного типа циклического (периодического) действия и способ изготовления промышленных взрывчатых веществ с использованием данной установки (по патенту RU 2179164, 10.02.2002, С06 В 21/00 - прототип). Установка включает емкости-дозаторы для ввода аммиачной селитры и дизельного топлива, емкости-дозаторы для ввода сыпучих и жидких компонентов, барабан-смеситель, узел разгрузки. Узел разгрузки выполнен в виде приемного разгрузочного бункера и соединенных с ним мерных емкостей и сменных калибровочных вставок, оснащенных шиберами. Барабан-смеситель выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных цилиндром, и снабжен по внутренним поверхностям верхнего конуса и цилиндра равноотстоящими друг от друга тремя прямоугольными пластинами, установленными под углом 30-45° к оси барабана-смесителя с зазором 8-15 мм от его корпуса, причем пластины верхнего конуса и цилиндра смещены относительно друг друга на 60°. Барабан-смеситель оснащен механизмом опрокидывания. Согласно способу изготовления ПВВ с использованием данной установки, барабан смесителя устанавливают на требуемый угол наклона, например 30°, компоненты загружают из емкостей дозаторов в барабан в соответствии с рецептурой ПВВ и регламентом техпроцесса, затем включают смеситель в работу и осуществляют перемешивание во вращающемся барабане, перемешанную смесь выгружают в приемно-разгрузочный бункер путем опрокидывания барабана в крайнее нижнее положение при включенном приводе вращения до полного его освобождения. Недостатком данного технического решения является необходимость опрокидывания барабана при выгрузке готовой смеси, для чего к барабану должны быть приложены значительные усилия на изменение положения оси вращения устройства, обладающего свойствами гироскопа. Соответственно, это обуславливает сложность, громоздкость и энергоемкость конструкции механизма опрокидывания, а для барабанов увеличенной до нескольких кубических метров (тонн) вместимости возможность опрокидывания является вообще проблематичной. Для обслуживания смесителей с опрокидывающимся барабаном необходимы расширенные рабочие площадки. Кроме того, существенными недостатками являются сложность конструкции самого аппарата и дозирующих устройств, необходимость использования отдельного дозатора для каждого компонента и соответственно необходимость использования большого количества дозаторов.

Технической задачей изобретения является создание безопасной в работе и обслуживании установки, позволяющей изготавливать качественные многокомпонентные ПВВ с использованием компонентов различного агрегатного состояния, различной сыпучести и вязкости.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества смешивания за счет интенсификации процесса смешивания в результате оптимизации конструкции перемешивающего органа, а также в обеспечении удобства и сокращении времени на загрузку компонентов и выгрузку готовой смеси за счет унификации конструкции средств загрузки компонентов и выгрузки готовой смеси при сохранении требуемой к производству ПВВ степени безопасности без увеличения общей продолжительности рабочего цикла смесителя.

Технический результат достигается в предлагаемой установке для изготовления промышленного взрывчатого вещества и в способе изготовления промышленного взрывчатого вещества с использованием упомянутой установки.

Установка для изготовления промышленного взрывчатого вещества, содержащего твердый сыпучий окислитель, твердые дисперсные добавки и жидкие добавки, включает барабанный смеситель периодического действия, устройства для загрузки твердого сыпучего окислителя, твердых дисперсных добавок и жидких добавок в барабанный смеситель и приемно-разгрузочное устройство для перемешанного промышленного взрывчатого вещества. Барабан смесителя размещен под постоянным (не изменяемым) в рабочем цикле наклоном к горизонтали с возможностью вращения вокруг своей оси в двух противоположных направлениях, выполнен по меньшей мере с одной винтовой лопастью на внутренней поверхности и оснащен установленным в нем коаксиально с кольцевым зазором относительно горловины барабана цилиндрическим вкладышем с перфорированными стенками и ребрами на наружной поверхности. Устройство для загрузки жидких добавок в барабанный смеситель размещено в зазоре между вкладышем и горловиной барабана над вкладышем и/или внутри вкладыша со стороны горловины барабана. Устройства для загрузки твердого сыпучего окислителя и твердых дисперсных добавок в барабанный смеситель и приемно-разгрузочное устройство для перемешанного взрывчатого вещества выполнены в виде по меньшей мере одного контейнера. Контейнеры выполнены с донным разгрузочным отверстием с размещенным в нем клапаном в виде поворотной заслонки с осью поворота, перпендикулярной центральной вертикальной оси разгрузочного отверстия и смещенной относительно нее в пределах разгрузочного отверстия с образованием в поворотной заслонке большей и меньшей части. Установка содержит средство стыковки контейнеров с загрузочной горловиной барабана барабанного смесителя, которое выполнено в виде разгрузочной площадки, размещенной над загрузочной горловиной барабана с возможностью поочередной установки на ней каждого из контейнеров. Разгрузочная площадка оснащена упорным элементом для поворотной заслонки, обеспечивающим открытие клапана путем поворота заслонки при установке контейнера на разгрузочную площадку и взаимодействии заслонки с упорным элементом с перемещением вверх (поднятием) большей части заслонки и перемещением вниз (опусканием) меньшей части заслонки.

Цилиндрический вкладыш может быть выполнен с продольными ребрами и кольцевым ребром на торце со стороны горловины барабана и размещен с выступом относительно горловины барабана, при этом кольцевое ребро вкладыша для удобства эксплуатации смесителя (полное исключение пролива содержимого) не должно выходить за пределы вертикали, проходящей через нижнюю точку горловины барабана смесителя.

Цилиндрический вкладыш со стороны, противоположной горловине барабана, может быть закреплен на хвостовике вала, размещенном вдоль оси вращения смесителя, и снабжен перфорированной заглушкой, которая позволяет дополнительно улучшить равномерность смешивания. Кроме того, перфорированная заглушка может быть выполнена съемной с возможностью ее перемещения вдоль оси вращения смесителя и образования кольцевого зазора между заглушкой и стенками вкладыша. В данном случае кольцевой (очистительный) зазор обеспечивает полное удаление содержимого смесителя при выгрузке смеси. Причем во вкладыше для дополнительной интенсификации процесса перемешивания могут быть размещены мелющие тела шарообразной, цилиндрической или любой произвольной формы. Подвижная заглушка во вкладыше обеспечит простоту очистки барабана от шаров и неизмельчаемых примесей. Для очистки барабана может быть также предусмотрен специальный люк в его боковой стенке. Мелющие тела также могут быть выполнены в виде стержней, длиной, составляющей 0,5-1 длины вкладыша. Введение мелющих тел во вкладыш усилит эффекты рыхления и просеивания подаваемых компонентов, а также обеспечит измельчение части частиц окислителя (например, гранул аммиачной селитры) в ходе всего технологического цикла и усилит процесс распределения вязкой добавки за счет ее растирания и выдавливания через отверстия перфорации во вкладыше. Для безопасности мелющие тела могут быть выполнены из искробезопасных материалов - пластмасс, алюминия, дерева и т.п. Мелющие тела из дерева могут иметь различную форму и истираться в процессе использования, а мука от них будет дополнительным позитивным компонентом в ПВВ. Причем размещение мелющих тел во вкладыше, а не в полости самого барабана с винтовыми лопастями, исключает проблемы ударов шаров при смешивании и исключает проблемы улавливания шаров при разгрузке.

Стенки контейнера в области разгрузочного отверстия могут быть выполнены с возможностью самоуплотнения в разгрузочном отверстии поворотной заслонки клапана со стороны большей ее части и оснащены лабиринтным уплотнением со стороны меньшей ее части.

Упорный элемент для поворотной заслонки клапана может быть выполнен в виде стержня с наконечником, причем наконечник и поверхность поворотной заслонки в области ее контакта с наконечником предпочтительно выполнять из материалов, не дающих искры при взаимодействии, для обеспечения требуемого уровня безопасности в отношении перерабатываемых взрывчатых материалов. Наконечник может быть выполнен в виде ролика, вращающегося вокруг оси, параллельной оси поворота заслонки клапана.

Способ изготовления промышленного взрывчатого вещества, содержащего твердый сыпучий окислитель, твердые дисперсные добавки и жидкие добавки, с использованием для смешивания компонентов описанной выше установки для изготовления промышленного взрывчатого вещества, включает следующую последовательность операций: по меньшей мере один контейнер заполняют твердым сыпучим окислителем и по меньшей мере один контейнер заполняют твердыми дисперсными добавками, после чего во вращающийся в направлении смешивания барабан барабанного смесителя загружают последовательно твердый сыпучий окислитель, для чего на разгрузочную площадку устанавливают контейнер с твердым сыпучим окислителем, жидкие добавки и твердые дисперсные добавки, для его также на разгрузочную площадку устанавливают контейнер с твердыми дисперсными добавками, и смешивают, затем полученную смесь выгружают в установленный под горловиной барабана по меньшей мере один контейнер для перемешанного промышленного взрывчатого вещества путем вращения барабана в направлении выгрузки.

В качестве аппарата для смешивания в рамках данного изобретения выбран барабанный смеситель, конструкция которого экспериментально оптимизирована для безопасного получения качественной смеси за счет различных конструктивных приемов и средств. Причем барабанный смеситель может быть выполнен увеличенной вместимости (5-8 м³) по сравнению с используемыми в настоящее время, что позволяет изготавливать партии ПВВ увеличенного объема. Барабан смесителя размещен под наклоном к горизонтали с возможностью вращения вокруг своей оси, а ось барабана наклонена относительно горизонтали и совпадает с осью его вращения. Угол наклона в данном случае может быть установлен, исходя из реологических свойств конкретной рецептуры ПВВ с достижением наилучшего качества смешения, но в процессе рабочего цикла угол наклона оси вращения не изменяется. Установка смесителя горизонтально приводит к усложнению его конструкции, т.к. при этом для обеспечения более полной загрузки смесителя необходимо обеспечивать герметичность загрузочной горловины барабана смесителя, а установка смесителя вертикально не обеспечивает требуемое качество смешивания. Для удобства выгрузки состава барабан выполнен с возможностью вращения в двух противоположных направлениях, что может быть реализовано за счет оснащения барабана реверсивным приводом. Смешивание компонентов в барабане происходит при вращении барабана за счет перемешивающих органов, которыми являются: по меньшей мере одна винтовая лопасть, выполненная на внутренней поверхности барабана (при вращении в одном направлении происходит смешивание, а при вращении в другом направлении происходит выгрузка перемешанной смеси через загрузочную горловину барабана), и цилиндрический вкладыш (в виде трубы) с ребрами на наружной поверхности и перфорированными стенками, размещенный коаксиально с кольцевым зазором относительно горловины барабана. Вкладыш с перфорированными стенками обеспечивает дополнительное рыхление сыпучих компонентов при подаче их в смеситель на смешение, что может исключить необходимость осуществления отдельных операций рыхления и даже просеивания. Кроме того, перфорированные стенки вкладыша обеспечивают более равномерное распределение сыпучих продуктов (в особенности горючих порошков) в смеси при смешивании. Ребристая наружная поверхность стенок вкладыша в сочетании с перфорацией стенок обеспечивает равномерное распределение жидких добавок в объеме приготавливаемого ПВВ при подаче их во вкладыш. Это особенно важно при изготовлении ПВВ с использованием пористой селитры с высоким, более 6%, маслопоглощением. Жидкая добавка будет растекаться по вкладышу и поступать через перфорированные стенки вкладыша в полость барабана между барабаном и вкладышем в виде капель. Устройства для загрузки жидких добавок в барабанный смеситель могут быть размещены в зазоре между вкладышем над вкладышем и горловиной барабана и/или внутри вкладыша со стороны горловины барабана. Это предусмотрено для обеспечения равномерного перемешивания компонентов ПВВ при использовании жидких добавок с различной вязкостью. В ПВВ одновременно могут использоваться несколько жидких добавок с различной вязкостью. Высоковязкие жидкие добавки, например, такие как эмульсии, предпочтительно вводить внутрь вкладыша. Во всех этих вариантах загрузки жидких добавок ребристая наружная поверхность и перфорация стенок вкладыша обеспечивает растекание жидкости по поверхности вкладыша, а соответственно и равномерность распределения в перемешиваемой смеси.

Использование в конструкции установки универсальных одинаковых контейнеров в качестве устройств для загрузки твердого сыпучего окислителя и твердых дисперсных добавок, а также в качестве приемно-разгрузочных устройств для готового перемешанного промышленного взрывчатого вещества позволяет упростить процесс подготовки навесок исходных компонентов и дает возможность отделить его во времени и в пространстве от основного процесса смешивания. Эта же особенность конструкции позволяет повысить технологичность процесса накопления готового ПВВ, дает возможность отделить его во времени и в пространстве от процесса упаковки. Иными словами, операции по растариванию сыпучих компонентов из мягких упаковок, предварительной их подготовке - рыхлению, просеиванию, взвешиванию и т.п. могут проводиться заранее, в отдельном месте, и в этом случае подготовленные навески исходных компонентов будут транспортироваться в универсальных контейнерах к месту расположения установки для непосредственного дозирования и изготовления ПВВ. В связи с тем, что рецептуры ПВВ очень отличаются по количеству и набору компонентов, то в рамках предлагаемой установки переход от изготовления одной рецептуры ПВВ к другой очень прост и удобен за счет использования универсальных, взаимозаменяемых контейнеров, количество которых может варьироваться. Количество контейнеров, используемых в установке, может соответствовать числу компонентов ПВВ, а также возможен вариант с использованием одного контейнера для всех манипуляций (в том числе для загрузки компонентов в смеситель и приема перемешанного ПВВ). Кроме того, упаковка готового ПВВ может производиться как сразу после его приготовления на месте производства взрывчатого вещества, так и в удобном для этого времени и месте за счет транспортирования готового ПВВ в универсальных контейнерах к месту последующей переработки (затаривание в мешки, загрузка в транспортно-зарядную машину).

Контейнеры могут быть выполнены любой, удобной для конкретных производственных условий формы (коническими, цилиндрическими, цилиндроконическими и т.п.) и перемещаются в рабочем цикле посредством грузоподъемных механизмов.

Особым преимуществом контейнеров является клапан, который позволяет производить безопасную загрузку содержимого контейнера через загрузочную горловину в барабан смесителя для дальнейшего смешения компонентов, а после сбора и накопления готового ПВВ в контейнере производить его подачу на упаковку или в транспортно-зарядную машину. Средство стыковки контейнеров с загрузочной горловиной барабана смесителя выполнено в виде разгрузочной площадки с возможностью установки на ней контейнеров. Кроме того, аналогичное средство стыковки может быть использовано для стыковки контейнеров с загрузочными горловинами приемных устройств машин и аппаратов для последующей переработки готового ПВВ. Разгрузочная площадка размещается над загрузочной горловиной барабана смесителя, на разгрузочную площадку устанавливается контейнер, при этом клапан контейнера открывается за счет взаимодействия поворотной заслонки и упора, расположенного на разгрузочной площадке, и производится выгрузка содержимого контейнера в смеситель.

Клапан размещен в донном разгрузочном отверстии контейнера и выполнен в виде поворотной заслонки с возможностью ее поворота вокруг оси, находящейся в плоскости заслонки, перпендикулярной центральной вертикальной оси разгрузочного отверстия и смещенной относительно нее в пределах разгрузочного отверстия. Т.е. ось поворота заслонки смещена относительно средней линии заслонки и разделяет ее на две неравные части - большую и меньшую части. При установке контейнера на разгрузочную площадку происходит открытие клапана за счет взаимодействия заслонки с упором, размещенным на разгрузочной площадке так, что большая часть поворотной заслонки при повороте заслонки поднимается вверх, а меньшая часть поворотной заслонки опускается вниз. Такое выполнение заслонки обеспечивает эффект ее самоуплотнения при загрузке контейнера перерабатываемым материалом под действием силы тяжести и вместе с тем приводит к уменьшению усилия, необходимого для открытия заслонки, и обеспечивает истечение содержимого контейнера с дополнительным усреднением и перемешиванием продукта. Причем после выгрузки из контейнера его содержимого и снятия контейнера с разгрузочной площадки происходит самозакрывание клапана, при этом большая часть заслонки под действием силы тяжести и в результате поворота опускается вниз, а нижняя поднимается вверх. Поворотная заслонка может быть выполнена любой удобной для конкретного производства формы: круглой, квадратной, вогнутой и т.п.

Изобретение иллюстрируется на Фиг.1-4.

На Фиг.1 показан в разрезе контейнер с размещенным в его донном разгрузочном отверстии клапаном в положении «закрыто».

На Фиг.2 показан в разрезе установленный на разгрузочной площадке контейнер с размещенным в его донном разгрузочном отверстии клапаном в положении «открыто».

На Фиг.3 показан в разрезе барабанный смеситель.

На Фиг.4 показан общий вид установки для изготовления ПВВ.

На фиг.1-4 позициями обозначены:

1 - контейнер

2 - поворотная заслонка

3 - ось поворота поворотной заслонки

4 - центральная вертикальная ось разгрузочного отверстия контейнера

5 - разгрузочная площадка

6 - упор для поворотной заслонки

7 - барабанный смеситель

8 - загрузочная горловина барабана барабанного смесителя

9 - цилиндрический вкладыш

10 - отверстия перфорации в цилиндрическом вкладыше

11 - винтовая лопасть

12 - устройство для загрузки жидких добавок в барабанный смеситель, размещенное в зазоре между вкладышем и горловиной барабана над вкладышем

13 - устройство для загрузки жидких добавок, размещенное внутри вкладыша со стороны горловины барабана

14 - контейнер с твердым сыпучим окислителем

15 - контейнер с твердой дисперсной добавкой

16 - контейнер для перемешанного взрывчатого вещества

α - угол наклона барабана смесителя

Установка для изготовления ПВВ (см. фиг.4) работает следующим образом.

Твердый сыпучий окислитель, например аммиачную селитру, в т.ч. различных марок и разновидностей, из заводской упаковки загружают в контейнер 14 (причем в случае использования нескольких окислителей количество контейнеров может быть разным или окислители могут быть растарены в заданном соотношении в один контейнер). Твердую дисперсную добавку (например, порошок угля или алюминия) загружают в контейнер 15. Барабанный смеситель 7 включают в работу с вращением в направлении смешивания (требуемое направление вращения определяется винтовой лопастью 11 на внутренней поверхности барабана) (см. также фиг.3). Контейнер 14 с твердым сыпучим окислителем устанавливают на разгрузочную площадку 5, размещенную над горловиной барабана смесителя 8, при этом поворотная заслонка 2 клапана при взаимодействии с упором 6 разгрузочной площадки поворачивается (клапан из положения «закрыто» переводится в положение «открыто» см. фиг.1, 2) и содержимое контейнера пересыпается во вращающийся барабан барабанного смесителя 7. После разгрузки контейнер 14 снимают с разгрузочной площадки 5 (в случае использования нескольких окислителей в нескольких контейнерах каждый из контейнеров последовательно разгружается в смеситель). В результате вращения барабана происходит измельчение (разрыхление) возможных кусков (агломератов) окислителя по принципу самоизмельчения в барабанных мельницах. Этот эффект усиливается при оснащении вкладыша с противоположной загрузочной горловине барабана стороне заглушкой и тем более при введении во вкладыш мелющих тел. Через заданное время, которое подбирается экспериментально для каждого состава ПВВ, в барабанный смеситель при непрекращающемся его вращении потоком подается жидкая добавка через устройство 12 для загрузки жидких добавок в барабанный смеситель, размещенное над вкладышем в зазоре между вкладышем и горловиной барабана и/или через устройство 13 для загрузки жидких добавок, размещенное внутри вкладыша со стороны горловины барабана. Причем высоковязкие жидкие добавки, как было указано выше, предпочтительно дозировать внутрь вкладыша. После этого, также при непрекращающемся вращении барабана, в смеситель подается твердая дисперсная добавка (например, уголь). Для этого контейнер 15 с твердой дисперсной добавкой размещается на разгрузочной площадке 5. Поворотная заслонка 2 клапана при взаимодействии с упором 6 разгрузочной площадки 5 поворачивается и, соответственно, клапан переводится в положение «открыто». Содержимое контейнера 15 пересыпается в барабан барабанного смесителя 7. После этого производят смешивание загруженных в барабанный смеситель 7 компонентов в течение определенного промежутка времени, который экспериментально подбирается для каждого состава ПВВ. По окончании смешивания вращение барабана смесителя в направлении смешивания останавливают и включают вращение барабана в обратном направлении - в направлении выгрузки. В режиме выгрузки готовая смесь вытесняется из барабана винтовыми лопастями и засыпается в контейнер 16 для перемешанного ПВВ, установленный под горловиной 8 барабана смесителя. После полной выгрузки готового ПВВ из барабанного смесителя вращение барабана останавливают. Заполненный ПВВ контейнер перемещают к месту загрузки в зарядную машину или к месту упаковки. Выгрузка ПВВ из контейнера производится также через донный клапан с использованием аналогичной описанной выше разгрузочной площадки, либо с использованием иных механизированных средств, либо вручную. При необходимости описанный цикл изготовления ПВВ может повторяться требуемое число раз.

Примеры способа изготовления промышленного взрывчатого вещества:

Пример 1

Изготовление ПВВ типа «гранулит» (гранулиты Д-5, УП, А-6, Т и т.п.)

Гранулированную аммиачную селитру в качестве твердого сыпучего окислителя растаривают из заводской упаковки, загружая в контейнер. Угольный порошок в качестве твердой дисперсной добавки твердого сыпучего окислителя загружают в другой контейнер. Затем в барабан барабанного смесителя при его вращении в направлении смешивания загружают последовательно аммиачную селитру, жидкую добавку (дизельное топливо) и твердую дисперсную добавку (угольный порошок). Для загрузки аммиачной селитры и угольного порошка соответствующий контейнер устанавливают на разгрузочную площадку. Жидкую добавку подают через устройство дозирования. После загрузки компонентов в барабанный смеситель осуществляют перемешивание. По окончании перемешивания полученную смесь выгружают в установленный под горловиной барабана смесителя контейнер путем вращения барабана в направлении выгрузки. Заполненный готовой смесью ПВВ контейнер перемещают к месту последующей переработки ПВВ (для загрузки в транспортно-зарядную машину или в аппараты упаковки - патронирования).

Пример 2

Изготовление ПВВ композиционного типа в виде смеси гранулированной фазы и эмульсии (ВВ типа Гранэмит, Тяжелое ANFO или Эмулан)

Гранулированную аммиачную селитру в качестве твердого сыпучего окислителя растаривают из заводской упаковки, загружая в контейнер. Одну или несколько твердых добавок растаривают в один или несколько контейнеров. В барабан смесителя при его вращении в направлении смешивания загружают последовательно аммиачную селитру, жидкие добавки (сначала дизельное топливо через устройство для загрузки жидких добавок, расположенное в зазоре между горловиной барабана и вкладышем, а затем эмульсию через устройство для загрузки жидких добавок, расположенное внутри вкладыша) и затем твердые добавки (угольный порошок, алюминиевую пудру). Для загрузки аммиачной селитры и угольного порошка соответствующий контейнер устанавливают на разгрузочную площадку. После загрузки компонентов в барабанный смеситель осуществляют перемешивание. По окончании перемешивания полученную смесь выгружают в установленный под горловиной барабана смесителя контейнер путем вращения барабана в направлении выгрузки. Заполненный готовой смесью ПВВ контейнер перемещают к месту проведению последующей переработки ПВВ.

Таким образом, использование предложенной конструкции установки при изготовлении ПВВ позволяет изготавливать качественные многокомпонентные ПВВ, в том числе и увеличенными партиями, с использованием компонентов различного агрегатного состояния, различной сыпучести и вязкости без увеличения общей продолжительности цикла работы установки по сравнению с известными. За счет использования унифицированных контейнеров установка безопасна в работе, проста обслуживании, время на загрузку компонентов в смеситель и выгрузку перемешанной смеси из смесителя в предложенной установке требуется значительно меньше, чем в известных установках. Кроме того, переход от одной рецептуре ПВВ к другой не является трудоемким процессом и имеет технологических сложностей.

Группа изобретений относится к области промышленных взрывчатых веществ (ПВВ). Предложена установка для изготовления ПВВ, содержащего твердый сыпучий окислитель, твердые дисперсные добавки и жидкие добавки, и способ изготовления ПВВ с использованием такой установки. Установка для изготовления ПВВ включает барабанный смеситель периодического действия, устройства для загрузки окислителя, твердых дисперсных добавок и жидких добавок в смеситель и приемно-разгрузочное устройство для ПВВ. Причем устройства для загрузки окислителя и твердых дисперсных добавок и приемно-разгрузочное устройство для перемешанного ПВВ выполнены в виде по меньшей мере одного контейнера с клапаном в донном разгрузочном отверстии в виде поворотной заслонки. Барабан смесителя размещен под постоянным в рабочем цикле наклоном к горизонтали с возможностью вращения вокруг своей оси, выполнен по меньшей мере с одной винтовой лопастью на внутренней поверхности и оснащен установленным в нем коаксиально с кольцевым зазором относительно горловины барабана цилиндрическим вкладышем с перфорированными стенками и ребрами на наружной поверхности. Установка содержит средство стыковки контейнеров с загрузочной горловиной барабана смесителя. Изобретение обеспечивает качественное смешивание компонентов. 2 н. и 8 з.п. ф-лы., 4 ил.

1. Установка для изготовления промышленного взрывчатого вещества, содержащего твердый сыпучий окислитель, твердые дисперсные добавки и жидкие добавки, включающая барабанный смеситель периодического действия, устройства для загрузки твердого сыпучего окислителя, твердых дисперсных добавок и жидких добавок в барабанный смеситель и приемно-разгрузочное устройство для перемешанного промышленного взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что барабан барабанного смесителя размещен под постоянным в рабочем цикле наклоном к горизонтали с возможностью вращения вокруг своей оси в двух противоположных направлениях, выполнен по меньшей мере с одной винтовой лопастью на внутренней поверхности и оснащен установленным в нем коаксиально с кольцевым зазором относительно горловины барабана цилиндрическим вкладышем с перфорированными стенками и ребрами на наружной поверхности, устройство для загрузки жидких добавок в барабанный смеситель размещено в зазоре между вкладышем и горловиной барабана над вкладышем и/или внутри вкладыша со стороны горловины барабана, устройства для загрузки твердого сыпучего окислителя и твердых дисперсных добавок в барабанный смеситель и приемно-разгрузочное устройство для перемешанного взрывчатого вещества выполнены в виде по меньшей мере одного контейнера с клапаном в донном разгрузочном отверстии в виде поворотной заслонки с осью поворота, перпендикулярной центральной вертикальной оси разгрузочного отверстия и смещенной относительно нее в пределах разгрузочного отверстия с образованием соответственно большей части и меньшей части поворотной заслонки, и со средством стыковки с загрузочной горловиной барабана барабанного смесителя, выполненным в виде разгрузочной площадки, размещенной над загрузочной горловиной барабана с возможностью поочередной установки на ней каждого из контейнеров и оснащенной упорным элементом для поворотной заслонки, обеспечивающим открытие клапана путем поворота заслонки при установке контейнера на разгрузочную площадку и взаимодействии заслонки с упорным элементом с перемещением вверх большей части заслонки и перемещением вниз меньшей части заслонки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрический вкладыш выполнен с продольными ребрами и кольцевым ребром на торце со стороны горловины барабана и размещен с выступом относительно горловины барабана, при этом кольцевое ребро вкладыша выполнено без выхода за пределы вертикали, проходящей через нижнюю точку горловины барабана.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрический вкладыш со стороны, противоположной горловине барабана, закреплен на хвостовике вала, размещенном вдоль оси вращения смесителя, и снабжен перфорированной заглушкой.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрический вкладыш со стороны, противоположной горловине барабана, закреплен на хвостовике вала, размещенном вдоль оси вращения смесителя, и снабжен перфорированной заглушкой, выполненной с возможностью ее перемещения вдоль оси вращения смесителя и образования кольцевого зазора между заглушкой и стенками вкладыша.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что в цилиндрическом вкладыше размещены мелющие тела, например, шарообразной или цилиндрической формы.

6. Установка по п.4, отличающаяся тем, что в цилиндрическом вкладыше размещены мелющие тела, выполненные в виде стержней, длина которых составляет 0,5-1 длины вкладыша.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что стенки контейнера в области разгрузочного отверстия выполнены с возможностью самоуплотнения в разгрузочном отверстии поворотной заслонки клапана со стороны большей ее части и оснащены лабиринтным уплотнением со стороны меньшей ее части.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что упорный элемент для поворотной заслонки клапана выполнен в виде стержня с наконечником, причем наконечник и поверхность поворотной заслонки в области ее контакта с наконечником выполнены из материалов, не дающих искры при взаимодействии.

9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что наконечник выполнен в виде ролика, вращающегося вокруг оси, параллельной оси поворота заслонки клапана.

10. Способ изготовления промышленного взрывчатого вещества, содержащего твердый сыпучий окислитель, твердые дисперсные добавки и жидкие добавки, включающий смешение компонентов в барабане барабанного смесителя установки для изготовления промышленного взрывчатого вещества по любому из пп.1-9, при этом по меньшей мере один контейнер заполняют твердым сыпучим окислителем и по меньшей мере один контейнер заполняют твердыми дисперсными добавками, после чего во вращающийся в направлении смешивания барабан барабанного смесителя загружают последовательно твердый сыпучий окислитель, для чего устанавливают на разгрузочную площадку контейнер с твердым сыпучим окислителем, жидкие добавки и твердые дисперсные добавки, для чего устанавливают на разгрузочную площадку контейнер с твердыми дисперсными добавками и смешивают, затем полученную смесь выгружают в установленный под горловиной барабана по меньшей мере один контейнер для перемешанного промышленного взрывчатого вещества путем вращения барабана в направлении выгрузки.