СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УЗЛОМ РАСПИЛА ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ УТИЛИЗИРУЕМЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ИХ ПЕРЕРАБОТКЕ Российский патент 2012 года по МПК B02C4/00 

Область техники

Изобретение относится к области измельчения и дробления в валковых мельницах для утилизации порохов и твердых ракетных топлив (ТРТ) ракетной техники на баллиститной основе, для их последующей переработки в пороховые взрывчатые смеси (ПВС) либо с целью получения топлива для котельных.

Уровень техники

В настоящее время разработано и проверено на практике достаточное множество способов утилизации либо уничтожения порохов и ТРТ.

Известен способ ликвидации скрепленных зарядов ТРТ с отделяемыми днищами (патент RU 2165591, опубл. 20.04.2001 г.). Сущность данного способа заключается в том, что ликвидацию заряда ТРТ, скрепленного с корпусом с отделяемым днищем, производят путем его резки струей воды под давлением. Сначала отделяют днище, затем устанавливают корпус с зарядом ТРТ на специальное устройство и осуществляют его вращение. В процессе вращения измельчают заряд ТРТ струей воды путем перемещения измельчительной головки у открытого торца заряда. В ходе измельчения заряда ТРТ измельчительную головку поворачивают таким образом, чтобы режущий ее торец был параллелен внутренней поверхности корпуса, и перемещают вдоль этой поверхности, убирая остатки ТРТ. Полученную мокрую крошку заряда ТРТ используют в качестве компонентов для изготовления пороховых взрывчатых смесей (ПВС) или уничтожают сжиганием в экологически чистой печи.

Данный способ осуществляется известным из того же патента устройством, содержащим источник высокого давления воды, приводные устройства вращения корпуса с зарядом ТРТ и подачи воды от источника высокого давления к корпусу изделия, блок очистки отработанных технологических вод, систему управления. Основными элементами устройства являются привод вращения изделия и подвижная в осевом направлении, с возможностью изменения положения режущего торца измельчительная головка, имеющая внутри канал для подвода воды под давлением к срезу заряда ТРТ.

Недостатками этого способа и устройства являются:

- необходимость специального оборудования, обеспечивающего подачу воды под высоким давлением;

- сложность технологии ликвидации зарядов ТРТ, заключающаяся в выполнении достаточно большого количества операций (вращение изделий, перемещение и повороты измельчительной головки и пр,);

- большая энергоемкость процесса.

Известен также способ ликвидации зарядов ТРТ (патент RU 2143660, опубл. 27.12.1999 г.). Сущность данного способа заключается в том, что заряд ТРТ, скрепленный с корпусом с неотделяемым днищем, устанавливают на устройство вращения и, в процессе вращения, отделяют предсопловую часть корпуса. Затем с помощью установки гидрорезки заряд ТРТ разрезают на части в виде колес, и после этого измельчают в крошку долю заряда под вырезанным кольцом корпуса. Полученную крошку заряда вместе с выработанной после гидрорезки водой либо используют в качестве компонентов для изготовления ПВС, либо сжигают в печи.

Недостатками данного способа являются:

- необходимость применения сложного и дорогостоящего оборудования для подачи воды под высоким давлением;

- низкая экономичность и долговечность элементов механизмов гидрорезки по сравнению с механическими режущими инструментами;

- неспособность с помощью метода гидрорезки получить основную массу фракций ТРТ с заданными геометрическими параметрами, необходимыми для производства ПВС;

- высокая энергоемкость процесса уничтожения зарядов ТРТ методом гидрорезки.

Сущность изобретения

Предлагаемое изобретение позволяет решить задачу безопасной и эффективной утилизации шашек ТРТ, при этом, при утилизации шашек ТРТ предложенным способом не образуется отходов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе измельчения в крошку шашек твердого ракетного топлива (ТРТ), согласно изобретению, сначала шашку ТРТ, предназначенную для измельчения, размещают на станке для резки, содержащем раму, выполненную из металлических листов, с образованием ванны для воды, при этом размещают шашку в механизме осевой подачи, который выполняют в виде ленточного транспортера, состоящего из бесконечной ленты, вращающейся вокруг двух валков, один из которых приводной, при этом на ленте, перпендикулярно направлению ее движения, через равные промежутки, закрепляют перевернутые П-образные профилированные элементы, с отогнутыми с каждой стороны внутрь профиля горизонтальными полками, с образованием между ними центрального канала и перемещают по нему, по меньшей мере, два перевернутых Т-образных подпружиненных зажима для фиксации между ними, по меньшей мере, одной шашки, причем каждая из горизонтальных полок зажима выполнена зубчатой и с возможностью перемещения относительно соответствующей горизонтальной полки перевернутого П-образного элемента, также выполненного зубчатым, для возможности жесткой фиксации зажимов по ширине ленты в зависимости от диаметра шашки; погружают шашку частично или полностью в воду, затем включают приводы и начинают осевую подачу шашки ТРТ в зону резки, разрезают шашку набором пил, объединенных в многопильный блок, размещенных частично или полностью в ванне для воды, параллельно друг другу с зазорами между собой, разрезающий шашку ТРТ одновременно на несколько пластин, причем распиливают таким образом, чтобы центральный разрез проходил строго по середине шашки, а следующие слева и справа разрезы, соответственно, проходили не ближе 1 мм от центрального канала, при этом контролируют скорость подачи шашки механизмом осевой подачи, скорость вращения пил в многопильном блоке, при помощи узла слежения, состоящего из первого датчика, регулирующего скорость движения механизма осевой подачи, второго датчика, регулирующего скорость вращения многопильного блока, находящейся в прямой зависимости от скорости подачи шашки, а расстояние между пилами регулируют при помощи устройства автоматической коррекции зазора между пилами, выполненного в виде вала из телескопических муфт, расположенных между соседними пилами в наборе, в зависимости от диаметра шашки, устанавливаемый также в зависимости от скорости подачи шашки и скорости вращения самого многопильного блока, а также исходя из размеров центрального канала шашки ТРТ, при этом расстояние между пилами регулируют при помощи входного сигнала, поступающего от второго датчика последовательно или параллельно на датчики перемещения, расположенные на каждой муфте, кроме того, в процессе резки шашек ТРТ на пластины, после прохода передней части шашки через многопильный блок, спереди, в ее распиленный центральный канал, помещают пробку, выполненную по форме канала, для обеспечения опоры нависающей части расположенных сверху распиленных пластин и исключающую их консольное нависание, приводящее к растрескиванию еще не распиленной части шашки, и удаляют эту пробку после завершения процесса распиливания шашки на пластины, на которые из трубки с форсунками подают воду, которая через них попадает в ванну для воды с возможностью оседания образуемой в результате распила стружки в корзине, воду через сетчатые стенки корзины и непосредственно из ванны через патрубок закачивают насосным агрегатом отбора воды в бак фильтра очистки воды, с возможностью ее пропуска через сетчатый фильтр очистки и поступления в ванну станка и, при помощи насосного агрегата, снова в трубку с форсунками; после разрезания шашки на пластины, последние подают для их измельчения в орошаемый водой зазор между двумя валками, снабженными набором заточенных штифтов, расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков, затем собирают крошку ТРТ и используют ее для производства пороховых взрывчатых смесей либо для уничтожения.

Предпочтительно, пластины разрезают толщиной 5÷25 мм, при этом высота пластин равна высоте шашки в месте разреза, а длина равна длине шашки.

Скорость продольной подачи шашек составляет 60÷600 мм/мин, а линейная скорость зубьев пил в зоне резания составляет от 20÷600 м/мин.

Валки для измельчения пластин вращаются со скоростью 10÷100 об/мин.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в упрощении конструкции оборудования, а также в ее универсальности, при снижении количества технологических операций, необходимых для измельчения шашек ТРТ при одновременной возможности измельчения шашек ТРТ диаметром до 300 мм в крошку и стружку.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируются чертежами, где:

- на фиг.1 схематично показаны этапы измельчения шашек ТРТ;

- на фиг.2 - устройство станка для резки шашек ТРТ на пластины;

- на фиг.3 - замкнутый процесс использования рабочей жидкости в системе фильтрации станка для резки шашек ТРТ на пластины.

Осуществление изобретения

1 - шашка ТРТ;

2 - распиленная шашка ТРТ;

3 - пластины шашки ТРТ;

4 - крошка ТРТ;

5 - рама станка для резки шашек ТРТ;

6 - ванна для воды;

7 - многопильный блок;

8 - пробка для центрального канала шашки ТРТ;

9 - центральный канал шашки ТРТ;

10 - механизм осевой подачи шашки ТРТ;

11 - привод механизма осевой подачи шашки ТРТ;

12 - привод вращения многопильного блока;

13 - вал привода вращения многопильного блока;

14 - труба с форсунками подачи воды в зону резки станка для резки шашек ТРТ;

15 - входная фильера для фиксации шашек ТРТ при резании;

16 - выходная фильера для фиксации шашек ТРТ при резании;

17 - гребенка;

18 - корзина для выемки стружки;

19 - патрубок слива воды из ванны станка для резки шашек ТРТ;

20 - насосный агрегат отбора воды из ванны станка для резки шашек ТРТ;

21 - кран последовательного переключения фильтров очистки воды;

22 - баки фильтров очистки воды;

23 - сетчатый фильтр очистки воды.

Суть способа измельчения шашек ТРТ (фиг.1) заключается в изменении их качественного состояния. Из целой шашки ТРТ 1 сначала получают распиленную шашку 2, состоящую из пластин 3, а затем - крошку ТРТ 4.

Устройство для резки выполнено в вид станка для резки шашек ТРТ (фиг.2), включающего раму 5 в виде сварной конструкции, на которой размещены механизмы, способствующие реализации предлагаемого способа измельчения шашек ТРТ 1. Металлические листы рамы 5 образуют ванну 6 для воды. В верхней части рамы 5 располагается многопильный блок 7, размещенный на валу 13 привода 12. Многопильный блок 7 образован минимум одним набором циркулярных или иных (например, продольных, поперечных и пр.) пил, в количестве от 5 до 20 штук, размещенных частично или полностью в ванне 6 для воды параллельно друг другу с зазорами между пилами от 3 до 25 мм.

Указанные числовые диапазоны количества пил, а также величин зазоров между ними являются оптимальными для выполнения операций разрезания шашки за один проход через многопильный блок 7, поскольку обеспечивается возможность прохождения шашки большого диаметра (до 300 мм и более) и возможностью получения пластин 3 оптимальных размеров по толщине. Этими же причинами объясняется скорость продольной подачи шашек в зону резки, составляющая 60-600 мм/мин, а также линейная скорость зубьев пил 20-600 м/мин. Кроме того, данные диапазоны были выбраны исходя из условия неразрушения пластин или их растрескивания при распиловке шашек.

Скорость вращения пил в многопильном блоке, а также скорость подачи шашки механизмом осевой подачи, контролируют при помощи узла слежения, состоящего из первого датчика, регулирующего скорость движения механизма осевой подачи, второго датчика, регулирующего скорость вращения многопильного блока, находящейся в прямой зависимости от скорости подачи шашки. Расстояние между пилами регулируют при помощи устройства автоматической коррекции зазора между пилами (на чертежах не показано), выполненного в виде вала из телескопических муфт, расположенных между соседними пилами в наборе, в зависимости от диаметра шашки, устанавливаемых также в зависимости от скорости подачи шашки и скорости вращения самого многопильного блока, а также исходя из размеров центрального канала шашки ТРТ. При этом расстояние между пилами регулируют при помощи входного сигнала, поступающего от второго датчика последовательно или параллельно на датчики перемещения, расположенные на каждой муфте.

Над многопильным блоком находится трубка 14 с форсунками подачи воды в зону резки станка. В передней части рамы 5 расположен механизм 10 осевой подачи шашки ТРТ 1 для резки, работу которого обеспечивает привод 11.

Механизм осевой подачи (на чертежах не показан) выполняют в виде ленточного транспортера, состоящего из бесконечной ленты, вращающейся вокруг двух валков, один из которых приводной. На ленте, перпендикулярно направлению ее движения, через равные промежутки, закрепляют перевернутые П-образные профилированные элементы, с отогнутыми с каждой стороны внутрь профиля горизонтальными полками, с образованием между ними центрального канала и перемещают по нему, по меньшей мере, два перевернутых Т-образных подпружиненных зажима для фиксации между ними, по меньшей мере, одной шашки. Каждая из горизонтальных полок зажима выполнена зубчатой и с возможностью перемещения относительно соответствующей горизонтальной полки перевернутого П-образного элемента, также выполненного зубчатым, для возможности жесткой фиксации зажимов по ширине ленты в зависимости от диаметра шашки.

Шашка ТРТ 1 в ходе резки фиксируется от поперечных перемещений при помощи входной фильеры 15, находящейся спереди многопильного блока 7, и выходной фильеры 16, находящейся сзади многопильного блока 7. За многопильным блоком 7, за выходной фильерой 16 находится гребенка 11, предназначенная для свободного пропуска пластин ТРТ 3 и предотвращения их наклона в процессе выемки из станка, так как при случайном повороте пластины 3 могут быть захвачены зубьями пил и затянуты в межпильные зазоры, что может привести к перегрузке станка и его аварийной остановке. Перед гребенкой 11 в центральном канале 9 шашки ТРТ 1 располагается пробка 8, обеспечивающая опору нависающей части расположенных сверху распиленных пластин ТРТ 3 и исключающая их консольное зависание, приводящее к растрескиванию еще не распиленной части шашки ТРТ 1. Пробка 8 выполнена по форме центрального канала 9 шашки ТРТ 1 и изготовлена из пластического или иного материала (например, из полиэтилена, полипропилена и пр.). В нижней части рамы 5 в ванне 6 для воды располагается корзина 18 для выемки стружки, образующейся при резке шашки ТРТ 1. Корзина 18 выполнена из листового металла и имеет две сетчатые стенки для пропускания воды. Для слива воды из ванны 6 в систему ее циркуляции служит патрубок 19. После разрезания шашки на пластины, последние подают для их измельчения в орошаемый водой зазор между двумя валками, снабженными набором заточенных штифтов (конструкция валков на чертежах не показана), расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков, затем собирают крошку ТРТ и используют ее для производства пороховых взрывчатых смесей либо для уничтожения.

Фиг.3 характеризует замкнутый процесс использования рабочей жидкости в станке для резки шашек ТРТ. Система циркуляции воды станка для резки шашек ТРТ состоит из трубы 14 с форсунками, ванны 6 для воды, корзины 18 для сбора стружки ТРТ, насосного агрегата 20 отбора воды из ванны 6 для станка, баков 22 с размещенным внутри сетчатым фильтром 23 очистки воды и крана 21 последовательного переключения фильтров очистки воды.

Технологический комплекс реализует предлагаемый способ измельчения шашек ТРТ следующим образом.

Шашку ТРТ 1, предназначенную для измельчения, размещают на станке для резки и поджимают толкателем (на чертежах не показан) механизма осевой подачи 10. Включают приводы 11 и 12, при этом начинается осевая подача шашки ТРТ 1 в зону резки и вращение пил многопильного блока 7. В зоне резки шашка ТРТ 1 разрезается на пластины 3. Входная 15 и выходная 16 фильеры и гребенка 11 предотвращают поперечное перемещение шашки ТРТ 1 и разрезанных ее пластин ТРТ 3. Вода, поступающая из трубки 14 с форсунками, попадает на пластины 3 и через них в ванну 6 для воды. Стружка, образующаяся при резке шашки ТРТ 1, оседает в корзину 18. Вода через сетчатые стенки корзины 18 и непосредственно из ванны 6 для воды через патрубок 19 закачивается насосным агрегатом 20 отбора воды в бак 22 фильтра очистки воды. Оттуда вода через сетчатый фильтр 23 очистки воды поступает в ванну станка и при помощи насосного агрегата поступает снова в трубку 14 с форсунками. Разрезанные пластины ТРТ 3 далее подаются на дробление. Использование системы из двух фильтров в фильтровальной установке позволяет проводить их очистку без остановки станка резки шашек порохов последовательным переключением фильтров краном.

Испытания предложенного способа измельчения шашек ТРТ и технологического комплекса для его осуществления проводились при утилизации одноканальных шашек, изготовленных из баллиститного ТРТ марки РСИ-12К. Форма сечения шашки - сегмент, вес одной шашки около 10 кг. Используя станок для резки шашек ТРТ, были получены пластины ТРТ толщиной 7-10 мм по длине шашки. Затем при помощи дробления была получена фракция 10×15×20 мм. Производительность станка при этом составила порядка 200 кг/час.

Изобретение относится к области измельчения и дробления в валковых мельницах для утилизации порохов и твердых ракетных топлив (ТРТ) ракетной техники на баллистической основе, для их последующей переработки в пороховые взрывчатые смеси (ПВС), либо с целью получения топлива для котельных. Способ состоит в том, что сначала шашку ТРТ размещают на станке для резки, погружают частично или полностью в воду, разрезают набором пил, объединенных в многопильный блок на несколько пластин. Контролируют скорость подачи шашки механизмом осевой подачи при помощи узла слежения. Многопильный блок снабжают устройством коррекции зазора между пилами в зависимости от диаметра шашки, размеров ее центрального канала, а также от скорости подачи шашки и скорости вращения самого многопильного блока, выполненного в виде вала из телескопических муфт. После разрезания шашки на пластины, последние подают для их измельчения в орошаемый водой зазор между двумя валками, снабженными набором заточенных штифтов, расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков. Обеспечивается исключение образования отходов при упрощении конструкции оборудования и снижении количества технологических операций, необходимых для измельчения шашек ТРТ. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ измельчения в крошку шашек твердого ракетного топлива (ТРТ), характеризующийся тем, что сначала шашку ТРТ, предназначенную для измельчения, размещают на станке для резки, содержащем раму, выполненную из металлических листов с образованием ванны для воды, при этом размещают шашку в механизме осевой подачи, который выполняют в виде ленточного транспортера, состоящего из бесконечной ленты, вращающейся вокруг двух валков, один из которых приводной, при этом на ленте перпендикулярно направлению ее движения через равные промежутки закрепляют перевернутые П-образные профилированные элементы с отогнутыми с каждой стороны внутрь профиля горизонтальными полками, с образованием между ними центрального канала и перемещают по нему, по меньшей мере, два перевернутых Т-образных подпружиненных зажима для фиксации между ними, по меньшей мере, одной шашки, причем каждая из горизонтальных полок зажима выполнена зубчатой и с возможностью перемещения относительно соответствующей горизонтальной полки перевернутого П-образного элемента, также выполненного зубчатым, для возможности жесткой фиксации зажимов по ширине ленты в зависимости от диаметра шашки; погружают шашку частично или полностью в воду, затем включают приводы и начинают осевую подачу шашки ТРТ в зону резки, разрезают шашку набором пил, объединенных в многопильный блок, размещенных частично или полностью в ванне для воды параллельно друг другу с зазорами между собой, разрезающий шашку ТРТ одновременно на несколько пластин, причем распиливают таким образом, чтобы центральный разрез проходил строго посередине шашки, а следующие слева и справа разрезы соответственно проходили не ближе 1 мм от центрального канала, при этом контролируют скорость подачи шашки механизмом осевой подачи, скорость вращения пил в многопильном блоке при помощи узла слежения, состоящего из первого датчика, регулирующего скорость движения механизма осевой подачи, второго датчика, регулирующего скорость вращения многопильного блока, находящейся в прямой зависимости от скорости подачи шашки, а расстояние между пилами регулируют при помощи устройства автоматической коррекции зазора между пилами, выполненного в виде вала из телескопических муфт, расположенных между соседними пилами в наборе в зависимости от диаметра шашки, устанавливаемых также в зависимости от скорости подачи шашки и скорости вращения самого многопильного блока, а также исходя из размеров центрального канала шашки ТРТ, при этом расстояние между пилами регулируют при помощи входного сигнала, поступающего от второго датчика последовательно или параллельно на датчики перемещения, расположенные на каждой муфте, кроме того, в процессе резки шашек ТРТ на пластины после прохода передней части шашки через многопильный блок спереди в ее распиленный центральный канал помещают пробку, выполненную по форме канала для обеспечения опоры нависающей части расположенных сверху распиленных пластин и исключающую их консольное нависание, приводящее к растрескиванию еще не распиленной части шашки, и удаляют эту пробку после завершения процесса распиливания шашки на пластины, на которые из трубки с форсунками подают воду, которая через них попадает в ванну для воды с возможностью оседания образуемой в результате распила стружки в корзине, воду через сетчатые стенки корзины и непосредственно из ванны через патрубок закачивают насосным агрегатом отбора воды в бак фильтра очистки воды с возможностью ее пропуска через сетчатый фильтр очистки и поступления в ванну станка и при помощи насосного агрегата, снова в трубку с форсунками; после разрезания шашки на пластины последние подают для их измельчения в орошаемый водой зазор между двумя валками, снабженными набором заточенных штифтов, расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков, затем собирают крошку ТРТ и используют ее для производства пороховых взрывчатых смесей либо для уничтожения.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что пластины разрезают толщиной 5÷25 мм, при этом высота пластин равна высоте шашки в месте разреза, а длина равна длине шашки.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что скорость продольной подачи шашек составляет 60÷600 мм/мин, а линейная скорость зубьев пил в зоне резания составляет от 20÷600 м/мин.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что валки для измельчения пластин вращаются со скоростью 10÷100 об/мин.