Устройство для смешения компонентов взрывчатого состава и формования изделий из него Российский патент 2020 года по МПК C06B21/00 

Изобретение относится к области изготовления изделий ракетной техники из взрывчатого состава (ВС) с использованием сменных корпусов-чаш вертикальных смесителей периодического действия.

Известно устройство для смешения компонентов ВС и формования изделий из них из патента РФ №2263095 (опубл. 27.10.2005 г.), содержащее смесительную головку вертикального планетарного смесителя, комплект сменных корпусов-чаш со сливным клапаном для выгрузки взрывчатого состава при формовании, поршневое гидравлическое устройство для выгрузки состава из чаш, массопровод с входным и выходным металлическими патрубками на концах.

Известное устройство требует проведения обязательной чистки массопровода от ВС (операции очень опасной и трудоемкой) в случае формования изделия из нескольких сменных чаш или нескольких изделий из одной чаши, так как при присоединении последующих устройств к заполненному ВС массопроводу в зоне их стыковки происходит захлопывание воздуха, который в последующем вытесняется в изделие, нарушая его монолитность.

Известно устройство для смешения компонентов ВС и формования изделий из них из патента РФ №2346918 (опубл. 20.02.2009 г.), позволяющее избежать капсулирования воздуха в зоне подстыковки массопровода к каждому последующему устройству, принятое за прототип и содержащее смесительную головку вертикального планетарного смесителя, комплект сменных корпусов-чаш со сливным клапаном для выгрузки взрывчатого состава при формовании, поршневое гидравлическое устройство для выгрузки состава из чаш, массопровод с входным и выходным металлическими патрубками на концах, средство вакуумирования.

Однако и это устройство не предотвращает возможность попадания воздуха в заполненный ВС массопровод и капсулирования его там, и соответственно, не позволяет формовать изделия из нескольких сменных чаш или несколько изделий из одной чаши с гарантированным отсутствием воздушных включений в изделии, так как прототип требует обязательного проведения выборки ВС из массопровода на глубину 30-130 мм для установки технологической крышки уже после отсоединения массопровода от патрубка сливного клапана чаши или от приемной горловины установки дистанционного формования изделия. При этом выборка ВС является опасной операцией.

Известное устройство требует значительных затрат времени не только на проведение операции выборки ВС, но и для монтажа переходного патрубка, который устанавливают после израсходования ВС из первой чаши между каждой последующей чашей и массопроводом. Выполнение массопровода жестким, без возможности изменения его геометрии также ведет к увеличению затрат времени на достижение точного позиционирования друг относительно друга стыкуемых посредством массопровода устройств. То есть устройство недостаточно технологично.

Задачей предлагаемого технического решения является создание более эффективного и технологичного в эксплуатации комплекса для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники, обеспечивающего формование одного крупногабаритного изделия из нескольких сменных чаш или нескольких изделий из одной чаши при обеспечении требуемого качества изделий по монолитности за счет создания условий гарантированно исключающих возможность проскока воздуха в массопровод, капсулирования его там и последующего попадания в изделие, как при соединении с массопроводом первоначальных или последующих устройств (чаш или установок дистанционного формования изделий), так и при их отсоединении от массопровода, при одновременном увеличении быстродействия заявляемого комплекса (из-за отсутствия необходимости точного позиционирования друг относительно друга стыкуемых посредством массопровода устройств, исключения элементов заявляемого комплекса, монтируемых в процессе его функционирования, отсутствия частичной выборки ВС при смене чаш или смене установки дистанционного формования, использования быстросменного фильтра в узле вакуумирования).

Кроме того, предлагаемый комплекс обеспечивает большую безопасность обращения с ВС, находящемся в массопроводе, снижает количество безвозвратных потерь ВС за счет исключения необходимости чистки последнего или частичной выборки ВС при смене чаш или смене установки дистанционного формования.

Поставленная задача решается заявляемым комплексом для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники, включающим смесительную головку вертикального планетарного смесителя, комплект сменных корпусов-чаш со сливным клапаном для выгрузки взрывчатого состава при формовании, поршневое гидравлическое устройство для выгрузки состава из чаш, массопровод с входным и выходным металлическими патрубками на концах, средство вакуумирования. Особенность заключается в том, что массопровод выполнен гибким, патрубки массопровода снабжены герметичными затворами, средство вакуумирования размещено на стыковочной горловине входного патрубка, выполнено с обеспечением газодинамической связи с ее полостью и снабжено быстросменным фильтром.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что заявляемый комплекс для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники отличается от прототипа: иным выполнением массопровода - гибкий (в прототипе - жесткий, без возможности изменения его геометрии); наличием герметичных затворов у входного и выходного патрубков массопровода; отсутствием переходного патрубка между входным патрубком массопровода и сливным клапаном очередной чаши, который устанавливают в прототипе после израсходования ВС из первой чаши; иным выполнением используемого средства вакуумирования - единственный узел вакуумирования (в прототипе - два узла вакуумирования); иным позиционированием средства вакуумирования - на стыковочной горловине входного патрубка с обеспечением газодинамического сообщения с ее полостью (в прототипе средство вакуумирования, состоящее из двух узлов, размещено в верхней части переходного патрубка); оснащением узла вакуумирования быстросменным фильтром.

В уровне техники отсутствует комплекс для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники, в котором бы имело место предложенное сочетание существенных признаков, но именно такое сочетание обусловило решение поставленной задачи.

При этом в области смешения ВС и формования изделий из него известен массопровод в гибком исполнении из эластичного неметаллического материала (патент РФ №2222517, опубл. 27.01.2004 г.), предназначенный исключительно для компенсации различия в координатах выгрузочного патрубка чаш и фильеры вакуумного смесителя при их стыковке с массопроводом. Реализуемая известным устройством для смешения компонентов взрывчатого состава и формования изделий из него сложная технология именно за счет применения дополнительного вакуумного смесителя позволяет ликвидировать все воздушные включения, образующиеся в ВС после извлечения мешалок планетарного смесителя или подсоединения к массопроводу последующей чаши, а не за счет гибкого исполнения массопровода, конструкция патрубков которого не предусматривает предотвращение проскока воздуха в массопровод.

Использование вакуумного смесителя, как промежуточного элемента в тракте движения ВС от чаши через массопровод к установке формования изделия, значительно усложняет и удорожает весь процесс известного изобретения. В заявляемом техническом решении выгрузка ВС из чаши происходит через массопровод непосредственно в первую или в каждую последующую установку дистанционного формования изделия, причем они могут быть разных типов (кассетная установка для небольших изделий, установка для заполнения в пресс-форму или непосредственно в корпус крупногабаритного изделия).

Конструкция предлагаемого комплекса для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники, иллюстрируется графическими изображениями.

На фиг. 1 представлена общая схема заявляемого комплекса.

На фиг. 2 представлен узел А на фиг. 1.

Комплекс для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники (фиг. 1) содержит вертикальный планетарный смеситель 1 со смесительной головкой (условно не показана), комплект сменных корпусов-чаш 2, каждая из которых оснащена сливным клапаном 3, гидроподъемник 4 смесителя 1, тележку 5 системы транспортировки чаш 2, поршневое гидравлическое устройство 6 для выгрузки ВС из чаш 2, гидроподъемник 7 поршневого гидравлического устройства 6, гибкий массопровод 8 (например, рукав напорно-всасывающий ГОСТ 5398-76), входной патрубок 9 гибкого массопровода 8, выходной патрубок 10 гибкого массопровода 8, устройство 11 дистанционного отвода входного патрубка 9 от сливного клапана 3 чаши 2, установку 12 дистанционного формования изделий (в пресс-форму или непосредственно в корпус), приемную горловину 13 установки 12, устройство 14 дистанционной стыковки выходного патрубка 10 с приемной горловиной 13 установки 12.

Устройства 11 и 14 условно показаны схематично. Конструкция выходного патрубка 10 не иллюстрируется чертежами, так как отличается от конструкции входного патрубка 9 исключительно отсутствием узла вакуумирования.

Входной патрубок 9 гибкого массопровода 8 (фиг. 2), содержит стыковочную горловину 15, герметичный затвор, например, поршневого типа, включающий поршень 16 с резиновой конической прокладкой 17, упирающейся в ответный конус на горловине 15. Движение поршня 16 внутри полости герметичного затвора осуществляют приводом 19 (например, гидравлическим). Такое исполнение герметичного затвора не является ограничивающим заявляемое устройство, а приведено в качестве его иллюстрации. Узел вакуумирования 20 размещен на стыковочной горловине 15 входного патрубка 9, газодинамически сообщен с ее полостью 18, снабжен быстросменным фильтром 21, например, из войлока по ГОСТ 6308-71.

Заявляемый комплекс работает следующим образом.

ВС готовят в вертикальном планетарном смесителе 1. Сменный корпус-чашу 2 с готовым ВС гидроподъемником смесителя 4 помещают на тележку 5 и транспортируют на фазу формования. На фазе формования чашу 2 гидроподъемником 7 присоединяют к поршневому гидравлическому устройству 6. К сливному клапану 3 чаши 2 подсоединяют стыковочную горловину 15 входного патрубка 9 массопровода 8, обеспечивающего (в случае необходимости) за счет своей гибкости компенсацию различия в координатах входного патрубка 9 и сливного клапана 3 чаши 2. Выходной патрубок 10 массопровода 8 присоединяют к приемной горловине 13 установки 12 дистанционного формования изделий. Открывают герметичные затворы патрубков 9 и 10 массопровода 8 и осуществляют необходимые технологические операции по подготовке установки 12 к формованию. Вакуумируют все рабочие полости. Открывают затвор сливного клапана 3 чаши 2. Подают давление на поршень гидравлического устройства 6 и начинают процесс формования.

Продолжение процесса формования осуществляют в зависимости от существующей технологической ситуации.

В частности, при смене заформованного изделия на последующее закрывают затвор выходного патрубка 10 массопровода 8, снимают давление с поршневого гидравлического устройства 6, производят необходимые технологические операции в установке 12 дистанционного формования изделий, выходной патрубок 10 массопровода 8 отстыковывают устройством 14 от приемной горловины 13 установки 12 дистанционного формования изделий. Производят необходимые технологические операции по замене изделия в установке 12 или замене самой установки 12. Стыкуют выходной патрубок 10 массопровода 8 и приемную горловину 13 установки 12 с помощью устройства 14 дистанционной стыковки, осуществляют необходимые технологические операции по подготовке установки 12 к формованию. Вакуумируют изделие. Открывают затвор выходного патрубка 10 массопровода 8. Подают давление на поршневое гидравлическое устройство 6 и продолжают процесс формования.

В частности, при израсходовании ВС в чаше 2 закрывают затвор сливного клапана 3 и затвор входного патрубка 9 массопровода 8. Снимают давление с поршневого гидравлического устройства 6. При помощи устройства 11 дистанционного отвода входной патрубок 9 массопровода 8 отводят от сливного клапана 3 чаши 2. Производят замену быстросменного фильтра 21 узла вакуумирования 20. Заменяют опустевшую чашу 2 на последующую с ВС. Стыковочную горловину 15 входного патрубка 9 массопровода 8 подсоединяют к сливному клапану 3 очередной чаши 2. Через узел вакуумирования 20 вакуумируют полость, образованную после соединения их друг с другом. Открывают затвор сливного клапана 3 чаши 2 и затвор входного патрубка 9 массопровода 8. Подают давление на поршневое гидравлическое устройство 6 и продолжают процесс формования.

После окончания процесса формования, осуществляемого в соответствии с существующей потребностью, массопровод очищают от остатков ВС инертным составом.

Предлагаемый комплекс практически реализуем, прошел испытания на опытном производстве заявителя с положительным результатом.

Изобретение относится к области изготовления изделий ракетной техники из взрывчатого состава (ВС) с использованием сменных корпусов-чаш вертикальных смесителей периодического действия. Комплекс для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий включает смесительную головку вертикального планетарного смесителя (1), комплект сменных корпусов-чаш (2) со сливным клапаном (3) для выгрузки взрывчатого состава при формовании, поршневое гидравлическое устройство (6) для выгрузки взрывчатого состава из чаш, гибкий массопровод (8) с входным (9) и выходным (10) металлическими патрубками на концах и установку (12) дистанционного формования изделий. Патрубки массопровода снабжены герметичными затворами. На стыковочной горловине входного патрубка размещен узел вакуумирования, который выполнен с обеспечением газодинамической связи с её полостью и снабжен быстросменным фильтром. Эффективный и технологичный в эксплуатации комплекс обеспечивает формование одного крупногабаритного изделия из нескольких сменных чаш или нескольких изделий из одной чаши при обеспечении требуемого качества изделий по монолитности за счет создания условий, гарантированно исключающих возможность проскока воздуха в массопровод, капсулирования его там и последующего попадания в изделие. Кроме того, комплекс характеризуется быстродействием, безопасностью обращения с ВС, находящимся в массопроводе, низким количеством безвозвратных потерь ВС. 2 ил.

Комплекс для смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделий ракетной техники, включающий смесительную головку вертикального планетарного смесителя, комплект сменных корпусов-чаш со сливным клапаном для выгрузки взрывчатого состава при формовании, поршневое гидравлическое устройство для выгрузки взрывчатого состава из чаш, массопровод с входным и выходным металлическими патрубками на концах, средство вакуумирования, отличающийся тем, что массопровод выполнен гибким, патрубки массопровода снабжены герметичными затворами, средство вакуумирования размещено на стыковочной горловине входного патрубка, выполнено с обеспечением газодинамической связи с ее полостью и снабжено быстросменным фильтром.