УЗЕЛ РАСПИЛА ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ УТИЛИЗИРУЕМЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ 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 с применением различных устройств для такой переработки.

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 устройства являются:

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

- сложность технологии ликвидации зарядов ТРТ, заключающаяся в выполнения достаточно большого количества операций (вращение изделий, перемещения 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.

В этом же патенте описана установка для ликвидации зарядов ТРТ. Одними из основных элементов установки являются механизмы вращения и гидрорезки зарядов ТРТ. Также в установке имеются системы подачи воды под давлением, очистки отработанной воды и управления.

Недостатками устройства 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 не образуется отходов.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для измельчения в крошку шашек твердого ракетного топлива (ТРТ), согласно изобретению, выполнено в виде станка, содержащего раму, выполненную из металлических листов, с образованием ванны для воды, в верхней части рамы расположен многопильный блок, причем многопильный блок образован, по меньшей мере, одним набором пил, размещенных частично или полностью в ванне для воды, параллельно друг другу с зазорами между собой; над многопильным блоком расположена трубка с форсунками подачи воды в зону резки многопильного блока, а в передней части рамы - механизм осевой подачи с приводом для резки, по меньшей мере, одной шашки ТРТ, выполненный 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, закреплены перевернутые П-образные профилированные элементы, с отогнутыми с каждой стороны внутрь профиля горизонтальными полками, с образованием между ними центрального канала для перемещения по нему, по меньшей мере, двух перевернутых Т-образных подпружиненных зажимов 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; кроме того, устройство содержит узел, контролирующий скорость подачи шашки механизмом осевой подачи, и состоящий из первого датчика, регулирующего скорость движения механизма осевой подачи, второго датчика, регулирующего скорость вращения многопильного блока, находящегося в прямой зависимости от скорости подачи шашки механизмом осевой подачи, при этом сам многопильный блок снабжен 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, расположенных между соседними пилами в наборе, с возможностью изменения расстояния между пилами в зависимости от входного сигнала второго датчика, поступающего последовательно или параллельно на датчики перемещения, расположенные на каждой муфте, причем шашка ТРТ в ходе резки зафиксирована от поперечных перемещений при помощи входной фильеры, находящейся перед многопильным блоком, и выходной фильеры, находящейся сзади многопильного блока; позади выходной фильеры расположена гребенка, представляющая собой набор вертикально размещенных металлических пластин, предназначенных для свободного пропуска пластин шашки ТРТ и предотвращения их наклона в процессе выемки из станка, в свою очередь перед гребенкой в центральном канале шашки ТРТ расположена пробка, обеспечивающая опору нависающей части расположенных сверху распиленных пластин шашки ТРТ и исключающая их консольное зависание, приводящее к растрескиванию еще не распиленной части шашки ТРТ; в нижней части рамы, в ванне для воды, расположена корзина для выемки стружки, образующейся при резке шашки ТРТ; кроме того, станок включает в себя пару вращающихся навстречу друг другу валков, снабженных набором заточенных штифтов, расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков для измельчения пластин шашки ТРТ, с возможностью подачи воды в зазор между валками; систему циркуляции воды, состоящей из упомянутых выше трубки с форсунками, ванны для воды, корзины для сбора стружки ТРТ, насосного агрегата отбора воды из ванны для станка, а также, по меньшей мере, двух баков, с размещенным внутри каждого из них сетчатым фильтром очистки воды, и крана последовательного переключения фильтров очистки воды.

Целесообразно, чтобы пилы в многопильном блоке были выполнены циркулярными или в виде продольных или поперечных ленточных пил.

Количество пил в многопильном блоке предпочтительно от 5 до 20 штук.

Зазор между пилами может составлять от 3÷25 мм.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы пробка была изготовлена из полиэтилена, полипропилена.

Входная и выходная фильеры представляют собой металлические пластины толщиной 10÷30 мм с отверстием по форме торцевой проекции шашки ТРТ или скобы из листового металла, изогнутые по форме верхней части торцевой проекции шашки, закрепленные на раме станка с возможностью быстрой замены.

Корзина для выемки стружки выполнена из листового металла и имеет две сетчатые стенки для пропуска воды.

Высота вертикально размещенных пластин гребенки должна быть не меньше 50 мм, а толщина не больше толщины разреза.

Расстояния между пилами в наборе формируют исходя из размеров центрального канала шашки ТРТ.

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

Изобретения 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 возможность 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.

Устройство содержит узел (не показан), контролирующий скорость подачи шашки механизмом осевой подачи, и состоящий из первого датчика, регулирующего скорость движения механизма осевой подачи, второго датчика, регулирующего скорость вращения многопильного блока, находящегося в прямой зависимости от скорости подачи шашки механизмом осевой подачи. Многопильный блок снабжен 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, расположенных между соседними пилами в наборе, с возможностью изменения расстояния между пилами в зависимости от входного сигнала второго датчика, поступающего 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 (не показан) выполнен 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, закреплены перевернутые П-образные профилированные элементы, с отогнутыми с каждой стороны внутрь профиля горизонтальными полками, с образованием между ними центрального канала для перемещения по нему, по меньшей мере, двух перевернутых Т-образных подпружиненных зажимов 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 (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. Устройство выполнено в виде станка, ванны для воды, многопильного блока, в виде, по меньшей мере, одного набора пил, размещенных частично или полностью в ванне для воды. Устройство содержит узел, контролирующий скорость подачи шашки механизмом осевой подачи. Многопильный блок снабжен 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. Кроме того, станок включает в себя пару вращающихся навстречу друг другу валков, снабженных набором заточенных штифтов, расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков для измельчения пластин шашки ТРТ, и систему циркуляции воды. Обеспечивается упрощение конструкции оборудования и универсальность, при снижении количества технологических операций, необходимых для измельчения шашек ТРТ. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для измельчения в крошку шашек твердого ракетного топлива (ТРТ), характеризующееся тем, что устройство выполнено в виде станка, содержащего раму, выполненную из металлических листов, с образованием ванны для воды, в верхней части рамы расположен многопильный блок, причем многопильный блок образован, по меньшей мере, одним набором пил, размещенных частично или полностью в ванне для воды, параллельно друг другу с зазорами между собой; над многопильным блоком расположена трубка с форсунками подачи воды в зону резки многопильного блока, а в передней части рамы - механизм осевой подачи с приводом для резки, по меньшей мере, одной шашки ТРТ, выполненный 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, закреплены перевернутые П-образные профилированные элементы, с отогнутыми с каждой стороны внутрь профиля горизонтальными полками, с образованием между ними центрального канала для перемещения по нему, по меньшей мере, двух перевернутых Т-образных подпружиненных зажимов 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; кроме того, устройство содержит узел, контролирующий скорость подачи шашки механизмом осевой подачи, и состоящий из первого датчика, регулирующего скорость движения механизма осевой подачи, второго датчика, регулирующего скорость вращения многопильного блока, находящегося в прямой зависимости от скорости подачи шашки механизмом осевой подачи, при этом сам многопильный блок снабжен 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, расположенных между соседними пилами в наборе, с возможностью изменения расстояния между пилами в зависимости от входного сигнала второго датчика, поступающего последовательно или параллельно на датчики перемещения, расположенные на каждой муфте, причем шашка ТРТ в ходе резки зафиксирована от поперечных перемещений при помощи входной фильеры, находящейся перед многопильным блоком, и выходной фильеры, находящейся сзади многопильного блока; позади выходной фильеры расположена гребенка, представляющая собой набор вертикально размещенных металлических пластин, предназначенных для свободного пропуска пластин шашки ТРТ и предотвращения их наклона в процессе выемки из станка, в свою очередь перед гребенкой в центральном канале шашки ТРТ расположена пробка, обеспечивающая опору нависающей части расположенных сверху распиленных пластин шашки ТРТ и исключающая их консольное зависание, приводящее к растрескиванию еще не распиленной части шашки ТРТ; в нижней части рамы, в ванне для воды, расположена корзина для выемки стружки, образующейся при резке шашки ТРТ; кроме того, станок включает в себя пару вращающихся навстречу друг другу валков, снабженных набором заточенных штифтов, расположенных на внешней цилиндрической поверхности валков для измельчения пластин шашки ТРТ, с возможностью подачи воды в зазор между валками; систему циркуляции воды, состоящую из упомянутых выше трубки с форсунками, ванны для воды, корзины для сбора стружки ТРТ, насосного агрегата отбора воды из ванны для станка, а также, по меньшей мере, двух баков, с размещенным внутри каждого из них сетчатым фильтром очистки воды, и крана последовательного переключения фильтров очистки воды.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что пилы в многопильном блоке выполнены циркулярными или в виде продольных или поперечных ленточных пил.

3. Устройство по пп.1 и 2, характеризующееся тем, что количество пил в многопильном блоке от 5 до 20 штук.

4. Устройство по пп.1 и 2, характеризующееся тем, что зазор между пилами составляет от 3÷25 мм.

5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что пробка изготовлена из полиэтилена, полипропилена.

6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что входная и выходная фильеры представляют собой металлические пластины толщиной 10÷30 мм с отверстием по форме торцевой проекции шашки ТРТ или скобы из листового металла, изогнутые по форме верхней части торцевой проекции шашки, закрепленные на раме станка с возможностью быстрой замены.

7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что корзина для выемки стружки выполнена из листового металла и имеет две сетчатые стенки для пропуска воды.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что высота вертикально размещенных пластин гребенки не меньше 50 мм, а толщина не больше толщины разреза.