Технологическая линия для производства обратных водомасляных эмульсий для изготовления взрывчатых веществ Российский патент 2025 года по МПК C06B21/00 C06B31/28 

Изобретение относится к области механизированного изготовления водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ). В частности рассматривается конструкция комплектной технологической линии, предназначенной для производства обратных водомасляных эмульсий нитрата аммония (аммиачной селитры), используемых в качестве промежуточного сырья при производстве бризантных взрывчатых веществ.

Известна технологическая линия, предназначенная для производства водомасляных эмульсий нитрата аммония (аммиачной селитры), используемых в качестве сырья при производстве ЭВВ (кн. «Эмульсионные взрывчатые вещества», перевод монографии проф. Вант Ксюгуанга издания Metallurgical Industry Press, Москва-Красноармейск, 2002 г., рис. 5.2, стр. 172-177). Данное решение принято в качестве прототипа.

В этой линии водный раствор нитрата аммония подается в емкость приготовления (для растворения соли окислителя) через выход водной фазы, насос и трубы и нагревается в емкости хранения паровым змеевиковым нагревателем. Туда же по трубам насосом добавляется водный раствор перхлората натрия, приготовленный в емкости, оборудованной мешалкой и паровым змеевиковым нагревателем. Труба рециркуляции может дополнительно использоваться для возврата раствора перхлората аммония в емкость приготовления. Твердый цитрат натрия добавляется в емкость приготовления из емкости хранения по трубам. При необходимости для приготовления водного раствора окислителя из отдельного сосуда по трубе может быть добавлено определенное количество воды.

Емкость приготовления расположена над датчиком загрузки (весоизмерителем), который может автоматически контролировать дозу водного раствора окислителя в емкости приготовления. Когда в емкости накапливается заданное количество водного раствора окислителя, датчик автоматически отключает соединенные с ним насосы. Мешалка гарантирует приготовление однородного раствора солей различных неорганических окислителей в емкости приготовления. Температуры в емкости хранения раствора нитрата аммония, емкости приготовления перхлората натрия и емкости приготовления раствора окислителя контролируются автоматическими самопишущими термометрами (или котроллером, регистрирующим температуру).

Раствор соли неорганического окислителя через насосы подается в емкость приготовления. Фильтр является сетчатым фильтром, который отфильтровывает любые загрязнения и нерастворенную соль окислителя. Профильтрованный раствор соли неорганического растворителя по трубе подается в емкость для раствора соли окислителя. Для поддержания нужной температуры эта емкость также оснащена мешалкой и змеевиком нагрева водяным паром. Чтобы ослабить пульсацию насоса, в линию встроен аккумулятор, включающий воздушный компрессор и датчик давления. Водный раствор соли окислителя транспортируется в рециркуляционный смеситель непрерывного действия по трубе (с термоводяной рубашкой).

При приготовлении раствора ЭВВ используется масло из емкости хранения масла, масло перекачивается в емкость для приготовления раствора горючего по трубе. Емкость плавления воска предназначена для плавления воска, который при нормальной температуре находится в твердом состоянии. Емкость плавления воска оборудована мешалкой и змеевиковым нагревателем. Жидкий воск подается насосом в емкость приготовления, которая оснащена змеевиковым нагревателем и мешалкой для поддержания температуры водно-масляной смеси выше точки затвердевания и для однородного смешения раствора. Датчик загрузки автоматически контролирует работу насосов подачи масла и подачи воска. Когда заданное количество горючего перекачано в емкость приготовления горючего, насосы автоматически прекращают свою работу. Емкость хранения оснащена мешалкой и змеевиковым нагревателем для поддержания необходимой температуры. Профильтрованный раствор горючего подается по трубе в непрерывный рециркуляционный смеситель для смешения с водным раствором окислителя и эмульгации (имеющей термоводяную рубашку) через дозатор (расходомер) и аварийный спуск. Эмульгатор является ключевым элементом эмульсионного ВВ, он не может длительное время находиться в нагретом состоянии. Поэтому резервная емкость для эмульгатора устроена так, что эмульгатор может храниться в ней и транспортироваться из нее в емкость хранения насосом. Из емкости хранения эмульгатор может быть направлен через выход диафрагменным насосом 82 (объемным нагнетательным диафрагменным насосом). Труба транспортировки эмульгатора соединяется с трубой для раствора горючего вблизи от места, где эмульгатор в трубе встречается с раствором горючего.

Смесевой раствор горючего и раствор окислителя подаются в смеситель по трубе, температурные датчики соединены с входом и выходом соответственно из смесителя для контроля хода процесса в смесителе и могут использоваться для предупреждения неудачного хода процесса. В смесителе смесь постоянно рециркулирует через серии состыкованных отверстий так, что раствор горючего и раствор окислителя смешиваются в заданном соотношении вместе с эмульгатором. Матрица эмульсионного ВВ, образовавшаяся в смесителе подается в непрерывный смеситель. Конечная эмульсия выходит из смесителя по трубе через сито на хранение в качестве готового продукта.

Недостаток данного решения заключается в том, что подача компонентов в камеру смешения смесителя производится дозирующими устройствами, которые расположены дистанционного от смесителя и компоненты подаются по трубопроводам. В связи с этим достаточно трудно обеспечить четкую и контролируемую по весу точную подачу компонента в смеситель. Это приводит к тому, что процентное содержание компонентов в готовом продукте можно определить только по анализу готового продукта. Дистанционная подача отмеренной дозы компонента по каналу (трубопроводу) заданной долины не позволяет гарантировать, что отмеренная доза компонента, пройдя по трубопроводу, в отмеренном объеме и весе попадет в смеситель. Это приводит к тому, что в линии по производству смеси сами смеси на выходе могут иметь отличные друг от друга составы по процентному содержанию компонентов.

Этот недостаток частично устранен в решении RU 137551, опубл. 20.02.2014 г., в котором описана технологическая линия для производства эмульсии, которая содержит блок приготовления топливной смеси и блок приготовления раствора окислителя, включающий в себя емкость с устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости, устройство подачи исходного продукта окислителя в эту емкость, устройство подачи воды в эту емкость, устройство взвешивания этой емкости для контроля за наполнением ее исходным продуктом окислителя и водой, емкость блока приготовления раствора окислителя сообщена через регулируемое запорное устройство с магистралью, содержащей фильтр и насос, выход которого через регулируемый трубный тройник сообщен с теплообменником, имеющим магистраль возврата раствора окислителя в емкость этого блока, и отдельным трубопроводом с емкостью для хранения раствора окислителя, оснащенной устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости и устройством взвешивания этой емкости для контроля за наполнением ее раствором окислителя, через регулируемое запорное устройство отдельный трубопровод сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, на входе в который установлен тройник, сообщенный через регулируемое запорное устройство с емкостью для хранения раствора окислителя, блок приготовления топливной смеси содержит емкость с устройством теплообмена для подогрева или охлаждения среды внутри емкости, устройство подачи исходного продукта топливной смеси в эту емкость, устройство перемешивания среды внутри емкости и весоизмерительное устройства для контроля за массой среды в указанной емкости, при этом емкость оснащена закрываемым входом для подачи эмульгатора и выходом, сообщенным через фильтр и насос с отдельным теплообменником, выход которого сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, выход которого сообщен с насосом выдачи готового продукта в виде эмульсии и через регулируемое запорное устройство с магистралью возврата топливной смеси в емкость блок приготовления топливной смеси.

Приведение в соответствие весовых и процентных показателей двух- или трех-или более компонентных смешанных составов представляет собой серьезную задачу. В известном решении подача твердого компонента осуществляется шнековым конвейером, который, как правило, устанавливается в наклонном направлении вверх с засыпкой порций подаваемого окислителя (аммиачной селитры) через верх в емкость. А весоизмерительный механизм только регистрирует повышение веса засыпаемого компонента в емкости. При достижении заданного значения по весу управляющим сигналом от весоизмерительного механизма инициируется остановка конвейера. Оставшийся на шнеке конвейера диспергированный компонент по наклонной сваливается вниз и не попадает в емкость. При таком исполнении можно говорить, что имеет место довольно высокая точность отвеса окислителя.

Но дело меняется, если при достижении заданного веса при подаче жидкостного компонента управляющий сигнал от весоизмерительного механизма перекрывает эту подачу (управление на исполнительный механизм запорного узла).

В каналах подачи жидкостного компонента отсутствует принудительное перемещение компонента от давления гидронасоса, то есть жидкостной компонент самотеком перетекает в емкость. После перекрытия канала остатки этого компонента, находящиеся на участке от емкости до запорного узла, сливаются в емкость, изменяя весовое и процентное соотношение жидкостного компонента по отношению к твердому компоненту или к ранее подготовленной смеси. Д это приводит к серьезному изменению процентного соотношения компонентов в реальной смеси по отношению к рецептуре. Неучтенные добавки в виде слива оставшегося в каналах трубопроводов жидкостей или жидких смесей влияют на показатели готовящейся смеси в целом.

Как правило, при разработке рецептуры ЭВВ в отношении каждого компонента получают достаточно широкий диапазон его содержания. Например, водоустойчивое ЭВВ, защищенное RU 2544680, имеет следующий состав, в мас. %: водомасляную эмульсию 80,00-30,00, аммиачную селитру 18,60-65,70, газогенерирующую добавку в виде раствора для газификации 0,20-0,10 и нефтепродукты 1,20-4,20. При отвесе окислителя (аммиачной селитры) или водомасляной эмульсии можно ориентироваться на показатели тензовесов, так как при отклонениях от заданного веса качество смеси не изменяется. Но, когда речь идет об отвесе газогенерирующей добавки, то выход за установленный согласно рецептуре диапазон может качественно изменить свойства ЭВВ в целом придать ему свойства, снижающие эксплуатационную эффективность.

На основании данного примера становится ясной важность точного отвеса жидкостных компонентов из состава рецептуры ЭВВ.

Известная система построена на использовании трубопроводов, по которым подаются жидкостные компоненты или их смеси. Но любая материально выстроенная система, использующая последовательно соединенные емкости, насосы, фильтр, теплообменники, а также запорно-предохранительные узлы (шаровые краны, управляемые задвижки и другие перекрывающие каналы узлы) имеет свою развитую компоновку по расположению всех этих узлов, а трубопроводы - это коммуникации разной длины. В связи с этим остаточная (неучтенная по весу) жидкость в каждом таком трубопроводе будет иметь свой объем и, соответственно, свой вес.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении точности отвеса жидкостных компонентов для приведения перемешиваемого состава по весовым показателям и процентному содержанию к рецептуре.

Указанный технический результат достигается тем, что Технологическая линия для производства обратных водомасляных эмульсий для изготовления взрывчатых веществ, характеризующаяся тем, что содержит блок приготовления топливной смеси и блок приготовления раствора окислителя, включающий в себя размещенную на платформе первого устройства взвешивания емкость с устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости, с устройством подачи исходного продукта окислителя в эту емкость и с устройством подачи воды в эту емкость, в канале входа которого в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительней механизм запорного узла в канале для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу подаваемого компонента, величина которого соответствует выставленному весовому показателю, емкость блока приготовления раствора окислителя сообщена через регулируемый запорный узел с магистралью, содержащей фильтр и гидронасос, выход которого через регулируемый трубный тройник сообщен с теплообменником, имеющим магистраль возврата раствора окислителя в емкость этого блока, и отдельным трубопроводом с емкостью для хранения раствора окислителя, оснащенной устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости и размещенной на платформе второго устройства взвешивания, при этом в зоне входа отдельного трубопровода в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в этом трубопроводе для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу раствора окислителя, величина которого соответствует выставленному весовому показателю, через регулируемое запорное устройство отдельный трубопровод сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, на входе в который установлен тройник, сообщенный через регулируемый запорный узел с емкостью для хранения раствора окислителя, блок приготовления топливной смеси содержит размещенную на платформе третьего устройства взвешивания емкость с устройством теплообмена для подогрева или охлаждения среды внутри емкости, с устройством подачи исходного продукта топливной смеси в эту емкость и с устройством перемешивания среды внутри емкости, при этом зоне входа трубопровода устройства подачи исходного продукта топливной смеси в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в этом трубопроводе для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу топливной смеси, величина которого соответствует выставленному весовому показателю, причем последняя из упомянутых емкость оснащена закрываемым входом для подачи эмульгатора и выходом, сообщенным через фильтр и гидронасос с отдельным теплообменником, выход которого сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, выход которого сообщен с гидронасосом выдачи готового продукта в виде эмульсии и через регулируемый запорный узел с магистралью возврата топливной смеси в емкость блок приготовления топливной смеси.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фигуре - блок-схема технологической линии для производства эмульсии.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция комплектной технологической линии, предназначенной для производства обратных водомасляных эмульсий нитрата аммония (аммиачной селитры), используемых в качестве промежуточного сырья при производстве бризантных взрывчатых веществ (серийный номер по Списку опасных грузов ООН - 3375).

Комплект технологического оборудования линии состоит из совокупности последовательно соединенных емкостей, конвейера, насосов, фильтров, теплообменников, а также запорно-предохранительных устройств (шаровых кранов, задвижек) и весоизмерительного оборудования (тензовесы).

Конвейер (например, шнековый питатель) 1 подает гранулированную аммиачную селитру (окислитель) в аппарат растворения 2. Аппарат растворения 2 оборудован системой 3 внутреннего подогрева паром. Причем, подача пара автоматизирована по параметру «температура» внутри аппарата 2. Автоматизированная система состоит из термодатчика 4 (например, термобаллон), исполнительного устройства 5 (например, поршневого типа) и управляемой задвижки 6. Для обеспечения безопасности обслуживания управляемой задвижки 6, перед ней на линии подачи пара 7 установлен запорный узел 8 (например, шаровой кран). Образующаяся при конденсации пара вода отводится в линию сбора конденсата через конденсатоотводчик 10. Для безопасности обслуживания конденсатоотводчика 10 установлен запорный узел 11. Температура внутри аппарата 2 контролируется визуально, термометром 12.

Нижний сливной штуцер аппарата 2 оборудован запорным узлом 13 (например, шаровой кран с обогреваемым корпусом), после которого установлен тройник 14, сводящий потоки от аппарата 2 и штуцера с быстроразъемным соединением 15 (БРС), отсекаемым запорным узлом 16 (например, шаровой кран), на фильтр 17 (например сетчатый, кассетного типа). После фильтра установлен гидронасос 18 (например, центробежного типа) после напорного выхода которого имеется трубный тройник 19, разводящий потоки на аппарат 20 (хранение готового раствора окислителя) или на теплообменник 21.

Теплообменник 21 (например, пластинчатого типа) осуществляет подогрев циркулирующего раствора окислителя паром. Причем, подача пара автоматизирована по параметру «температура» на входе циркулирующего раствора в теплообменник 21. Автоматизированная система состоит из термодатчика 22 (например, термобаллон), исполнительного устройства 23 (например, поршневого типа) и управляемой задвижки 24. Для обеспечения безопасности обслуживания управляемой задвижки 24, перед ней на линии 25 подачи пара установлен запорный узел 26 (например, шаровой кран). Образующаяся при конденсации пара вода отводится в линию 27 сбора конденсата через конденсатоотводчик 28. Для безопасности обслуживания конденсатоотводчика 28 установлен запорный узел 29. Контроль степени нагрева проходящего через теплообменник 21 раствора контролируется визуально, термометром 30.

Подогретый в теплообменнике 21 раствор возвращается в аппарат 2 через барботажное устройство 31 представляющее собой перфорированную трубу, уложенную на днище аппарата 2. Раствор подается в барботажное устройство 31 через запорный узел 32 (например, шаровой кран с обогреваемым корпусом).

После достижения полного растворения аммиачной селитры в аппарате 2, готовый раствор перекачивают гидронасосом 18 из аппарата 2 на хранение в аппарат 20. Для чего открывают запорные узлы 33 и 34 (например, шаровые краны с обогреваемыми корпусами) и закрывают запорный узел 32.

Запорный узел 35 (например, шаровой кран) и быстроразъемное соединение 36 (типа «Е-Clamp») служат для промывки трубопровода 37 и теплообменника 21 от остатков раствора во избежание его кристаллизации. Промывная вода сбрасывается по гибкому трубопроводу в приямок (не показано) через быстроразъемное соединение 15 при открытом запорном узле 16.

Запорный узел 38 (например, шаровой кран) и быстроразъемное соединение 39 (типа «Е-Clamp») служат для промывки фильтра 17 и насоса 18 от остатков раствора во избежание его кристаллизации. Сброс промывной воды осуществляется через быстроразъемные соединения 15 или 36 по гибкому трубопроводу в приямок (не показано).

Аппарат 20 для хранения оборудован системой внутреннего подогрева 40 паром. Причем, подача пара автоматизирована по параметру «температура» внутри аппарата 20. Автоматизированная система состоит из термодатчика 41 (например, термобаллон), исполнительного устройства 42 (например, поршневого типа) и управляемой задвижки 43. Для обеспечения безопасности обслуживания управляемой задвижки 43 перед ней на линии 44 подачи пара установлен запорный узел 45 (например, шаровой кран). Образующаяся при конденсации пара вода отводится в линию 46 сбора конденсата через конденсатоотводчик 47. Для безопасности обслуживания конденсатоотводчика 47 установлен запорный узел 48.

Готовый раствор окислителя из аппарата 20, где он хранится, подается на эмульгирование гидронасосом 49 (винтового, шестеренного или плунжерного типа).

На трубопроводе 50 подачи раствора окислителя на эмульгирование установлен трубный тройник 51, разводящий поток раствора окислителя либо на эмульгирование при открытом запорном узле 52 (например, шаровой кран), либо на возврат в аппарат 20 при открытом запорном узле 53 (например, шаровой кран).

Запорный узел 54 (например, шаровой кран) и быстроразъемное соединение 55 (типа «Е-Clamp») служат для промывки трубопровода 56 от остатков раствора во избежание его кристаллизации. Сброс промывной воды осуществляется в аппарат 20.

При подаче раствора окислителя на эмульгирование он проходит через обратный клапан 57, препятствующий переливанию топливной смеси в трубопроводы 50 и 56 раствора окислителя. Раствор окислителя поступает в устройство 58 предварительного смешения с топливной смесью.

Топливная смесь готовится в аппаратах 59 и 60.

Аппараты 59 и 60 оборудованы системой 61 теплообмена («рубашка» или трубчатого типа) для подогрева или охлаждения среды внутри этих аппаратов. Теплоноситель (или хладогент) подается в систему 61 через штуцеры 62 и запорные узлы 63 (например, шаровой кран), а отводится через штуцеры 64 и запорные узлы 65 (например, шаровой кран).

Аппараты 59 и 60 оборудованы мешалками 66 (турбинного, импеллерного или др. типов) приводимыми в действие приводами 67 (электрического, пневматического или гидравлического типа).

Дозирование в аппараты 59 и 60 нефтепродукта осуществляется по трубопроводу 68, принудительно из емкости-накопителя (не показано). При дозировании нефтепродукта в аппарат 59, открывают запорный узел 69, запорные узлы 70 и 71 при этом закрыты. При дозировании нефтепродукта в аппарат 60 открывают запорный узел 72, запорные устройства 73 и 74 при этом закрыты.

Аппараты 2, 20, 59, 60 установлены на индивидуальных весоизмерительных устройствах (например, тензовесы) 75, 76, 77 и 78, соответственно, позволяющих контролировать массу (вес) среды в указанных аппаратах.

Загрузку эмульгатора в аппараты 59 и 60 осуществляют из заводской тары (не показано), внешним гидронасосом (не показано) погружного типа. При этом, гибкий трубопровод от насоса закачки эмульгатора присоединяют к быстроразъемному соединению 79 (типа «Е-Clamp»). Запорный узел 80 (например, шаровой кран или обратный клапан) служит для предотвращения вытекания нефтепродукта из участка трубопровода между запорными узлами 70 и 73. При подаче эмульгатора в аппарат 59 открывают запорный узел 70. При подаче эмульгатора в аппарат 60 открывают запорный узел 73. Система двух симметричных аппаратов 59 и 60 позволяет независимо готовить топливную смесь в каждом аппарате и поочередно или одновременно выдавать ее через фильтр 81 (например, сетчатый кассетного типа) и гидронасос 82 (винтового, шестеренного или плунжерного типа) в трубопровод 83 на эмульгирование.

Перед эмульгированием топливную смесь дополнительно подогревают до температуры выше температуры начала кристаллизации раствора окислителя. Подогрев осуществляют в теплообменнике 84 (например, пластинчатого типа).

Для безопасности обслуживания теплообменника 84 и предотвращения протечек топливной смеси из трубопровода 83 перед входом в теплообменник 84 установлен запорный узел 85 (например, шаровой кран). Проходящая через теплообменник 84 топливная смесь подогревается горячей водой (подогрев паром недопустим по причине возможной при этом термодеструкции эмульгатора). Причем, подача горячей воды автоматизирована по параметру «температура» на выходе топливной смеси из теплообменника 84. Автоматизированная система состоит из термодатчика 86 (например, термобаллон), исполнительного устройства 87 (например, поршневого типа) и управляемой задвижки 88. Для обеспечения безопасности обслуживания управляемой задвижки 88 перед ней на линии подачи горячей воды 89 установлен запорный узел 90 (например, шаровой кран). Отдавшая тепло вода отводится в бойлерную (не показано) для нагрева. Для обеспечения безопасности обслуживания теплообменника 84 в линии 91 отвода холодной воды установлен запорный узел 92 (например, шаровой кран).

Температура на выходе топливной смеси из теплообменника 84 контролируется по термометру 93.

На выходе топливной смеси из теплообменника 84 стоит трубный тройник 94 разводящий потоки топливного раствора: или на эмульгирование - при открытом запорном узле 95 (например, шаровой кран) через обратный клапан 96 в устройство 58 предварительного смешения с раствором окислителя; запорный узел 97 при этом закрыт. Или на возврат в соответствующие аппараты 59 или 60 по трубопроводу 98 при соответственно открытых запорных узлах 99 и 100 (например, шаровые краны); запорный узел 95 при этом закрыт.

Поступившие в устройство 58 раствор окислителя и топливная смесь механически смешиваются друг с другом. Регулированием оборотов гидронасосов 49 и 82 (приводы указанных насосов имеют регуляторы оборотов) достигают подачи раствора окислителя и топливной смеси на эмульгирование в заданном массовом (или объемном) соотношении.

Образующаяся в устройстве 58 смесь представляет собой крупнодиспереную эмульсию и направляется на доводку в аппарат эмульгирования 101 (например, диспергатор динамического типа).

На выходе из аппарата эмульгирования 101 установлен дросселирующий клапан 102 позволяющий поддерживать избыточное давление внутри аппарата эмульгирования 101, препятствуя тем самым возникновению кавитационного режима и механической аэрации эмульсии. После дросселирующего клапана 102 установлен трубный тройник 103 разводящий потоки эмульсии на сброс 104 в приемник брака (не показан) при открытом запорном узле 105, либо в приемный бункер 106 насосом 107 готовой эмульсии при открытом запорном узле 108.

Гидронасос 107 (например, винтового или шестеренного типа) перекачивает готовую эмульсию 109 в емкость для хранения эмульсии (не показано), либо в бункер стоящей под загрузкой смесительно-зарядной машины (не показано).

Технологическая линия функционирует следующим образом.

Закрыв узел 13, через БРС 15 при открытом узле 16 в аппарат подается расчетное количество воды.

Собственным напором водопровода или работой гидронасоса 18, вода проходит через теплообменник 21, где подогревается паром (подается в теплообменник по контуру поз.25, 25, 24; паровой конденсат отводится по контуру поз. 28, 29, 27 в систему сбора конденсата парогенератора (не показано) и по трубопроводу 37 через узел 32 подается в барботажное устройство 31 аппарата 2. Узел 35 закрыт.

После прогрева воды в аппарате 2 до температуры +60…+80°С, включают конвейер 1 и подают на растворение в аппарат 2 гранулированную аммиачную селитру. Раствор циркулирует по контуру от узла 13, на фильтр 17, через гидронасос 18 в теплообменник 21 и по трубопроводу 37 через узел 32 в барботер 31.

Количество загружаемых в аппарат 2 компонентов контролируют весоизмерительным устройством 75 (тензовесы).

Дополнительный подогрев среды в аппарате 2 осуществляется системой внутреннего подогрева паром 3, в которую по контуру поз. 7, 8, 6 подается пар, а паровой конденсат отводится по контуру поз. 10, 11, 9.

Добиваются полного растворения селитры, контролируя качество раствора по плотности и температуре начала кристаллизации.

Готовый раствор селитры перекачивают гидронасосом 18 на хранение в аппарат 20, закрыв узел 32, открыв узлы 33 и 34. После закрытия узла 32, трубопровод 37 подвергают промывке водой, подсоединяя к БРС поз. 36 гибкий трубопровод подачи воды и открыв узел 35.

Дополнительный подогрев среды в аппарате 20 осуществляется системой внутреннего подогрева паром 40, в которую по контуру поз. 44, 45, 43 подается пар, а паровой конденсат отводится по контуру поз. 47, 48, 46.

Количество загружаемого в аппарат 20 раствора контролируют весоизмерительным устройством 76 (тензовесы).

Из аппарата хранения 20, раствор окислителя гидронасосом 49 подают на эмульгирование, открыв узел 52 и закрыв узел 53. После закрытия узла 53 трубопровод 56 подвергают промывке водой, подсоединяя к БРС поз. 55 гибкий трубопровод подачи воды и открыв узел 54.

Первым, на эмульгирование подают топливную смесь. Затем, после установившейся подачи топливной смеси и заполнении ею аппарата эмульгирования 100, включают подачу раствора окислителя.

Топливная смесь готовится в двух аппаратах 59 и 60. Применение двух аппаратов обосновывается возможностью обеспечения непрерывной подачи топливной смеси на эмульгирование (пока в одном аппарате готовится топливная смесь, из второго аппарата ранее приготовленная смесь выдается на эмульгирование).

Аппараты 59 и 60 поочередно загружают компонентами. Аппараты 59 и 60 установлены на весоизмерительных устройствах 77 и 78 (тензовесы) соответственно.

Первым, в аппараты 59 и 60 загружают нефтепродукт по трубопроводу 68, принудительно из емкости-накопителя (не показано). При дозировании нефтепродукта в аппарат 59, открывают запорный узел 69, запорные узлы 70 и 71 при этом закрыты. При дозировании нефтепродукта в аппарат 60 открывают запорный узел 72, запорные узлы 73 и 74 при этом закрыты.

Аппараты 59 и 60 оборудованы нижними штуцерами зля заполнении и опорожнения. Применение нижнего слива и заполнения позволяет избежать образования падающих струй, связанной с этим электризации и образования взрывоопасного тумана нефтепродукта.

При необходимости, среду в аппаратах 59 и 60 подогревают (или охлаждают), подавая в систему 61 через штуцеры 62 и запорные узлы 63 (например, шаровой кран) теплоноситель (или хладогент), а отводя отработанный теплоноситель (или хладогент) через штуцеры 64 и запорные узлы 65 (например, шаровой кран).

Загрузку эмульгатора в аппараты 59 и 60 осуществляют из заводской тары (не показано), внешним насосом (не показано) погружного типа. При этом, гибкий трубопровод от гидронасоса закачки эмульгатора присоединяют к быстроразъемному соединению 79 (типа «Е-Clamp»). Открывают запорный узел 80 (например, шаровой кран или обратный клапан), который служит для предотвращения вытекания нефтепродукта из участка трубопровода между запорными узлами 70 и 73. При подаче эмульгатора в аппарат 59, открывают запорный узел 70. При подаче эмульгатора в аппарат 60 открывают запорный узел 73. Система двух симметричных аппаратов 59 и 60 позволяет независимо готовить топливную смесь в каждом аппарате и поочередно или одновременно выдавать ее через фильтр 81 (например, сетчатый кассетного типа) и гидронасос 82 (винтового, шестеренного или плунжерного типа) в трубопровод 83 на эмульгирование.

Перед эмульгированием, топливную смесь дополнительно подогревают до температуры выше температуры начала кристаллизации раствора окислителя. Подогрев осуществляют в теплообменнике 84 (например, пластинчатого типа).

Для безопасности обслуживания теплообменника 84 и предотвращения протечек топливной смеси из трубопровода 83, перед входом в теплообменник 84 установлен запорный узел 85 (например, шаровой кран). Проходящая через теплообменник 84 топливная смесь подогревается горячей водой; подогрев паром недопустим по причине возможной при этом термодеструкции эмульгатора. Причем, подача горячей воды автоматизирована по параметру «температура» на выходе топливной смеси из теплообменника 84. Автоматизированная система состоит из термодатчика 86 (например, термобаллон), исполнительного устройства 87 (например, поршневого типа) и управляемой задвижки 88. Для обеспечения безопасности обслуживания управляемой задвижки 88, перед ней на линии подачи горячей воды 89 установлен запорный узел 90 (например, шаровой кран). Отдавшая тепло вода 91 отводится в бойлерную (не показано) для нагрева. Для обеспечения безопасности обслуживания теплообменника 84, на линии отвода холодной воды 91 установлен запорный узел 92 (например, шаровой кран).

Температура на выходе топливной смеси из теплообменника 84 контролируется по термометру 93.

На выходе топливной смеси из теплообменника 84 стоит трубный тройник 93 разводящий потоки топливного раствора. Или на эмульгирование при открытом запорном устройстве 94 (например, шаровой кран) через обратный клапан 95 в устройство 58 предварительного смешения с раствором окислителя; запорное устройство 96 при этом закрыто. Или на возврат в соответствующие аппараты 59 или 60 при соответственно открытых запорных узлах 98 и 99 (например, шаровые краны); запорный узел 94 при этом закрыт.

Поступившие в устройство 58 раствор окислителя и топливная смесь механически смешиваются друг с другом. Регулированием оборотов гидронасосов 49 и 82 (приводы указанных насосов имеют регуляторы оборотов) достигают подачи раствора окислителя и топливной смеси на эмульгирование в заданном массовом (или объемном) соотношении.

Образующаяся в устройстве 58 смесь представляет собой крупно дисперсную эмульсию и направляется на доводку (додрабливание) в аппарат эмульгирования 101 (например, диспергатор динамического типа по типу «коллоидная мельница»).

На выходе из аппарата эмульгирования 101 установлен дросселирующий клапан 102 позволяющий поддерживать избыточное давление внутри аппарата эмульгирования 101, препятствуя тем самым возникновению кавитационного режима и механической аэрации эмульсии. После дросселирующего клапана 102 установлен трубный тройник 103 разводящий потоки эмульсии на сброс 104 в приемник брака (не показан) при открытом запорном узле 105, либо в приемный бункер 106 гидронасоса готовой эмульсии 107 при открытом запорном узле 108.

При сбоях в процессе эмульгирования, не останавливая гидронасос 49, поток раствора окислителя направляют обратно в аппарат 20 по трубопроводу 56 открыв узел 53 и закрыв узел 52. При установившемся процессе эмульгирования трубопровод 56 во избежание кристаллизации раствора окислителя промывают водой через БРС 55 и узел 56, сбрасывая промывную воду в аппарат 20. Ввиду малого количества промывной воды, попавшая в аппарат 20 промывная вода не скажет сильного влияния на снижении концентрации раствора окислителя в аппарате 20.

Гидронасос 107 (например, винтового или шестеренного типа) перекачивает готовую эмульсию 109 в емкость для хранения эмульсии (не показана), либо в бункер, стоящей под загрузкой смесительно-зарядной машины (не показан).

Принцип действия / производства обратных водомасляных эмульсий для изготовления ЭВВ основан на цикличности процесса. То есть, происходит дозированная подача аммиачной селитры, относительно веса которой отмеряется требуемая по весу вода для получения жидкостной смеси окислителя, в которую добавляется требуемый объем топлива. Все веса компонентов или их процентное соотношение должны отвечать рецептуре. Контроль весовых показателей является важной составляющей всего процесса изготовления.

Особенностью выполнения заявленного изобретения является то, что она позволяет с высокой точностью определять вес каждого подаваемого жидкостного компонента или смеси таких компонентов При этом для компонентов такой категории тензовесы как счетчики веса не используются. В заявленной линии в каждом канале подачи жидкостного компонента в соответствующую емкость на участке от установленного в этом канале запорного узла, имеющего исполнительный механизм, до сообщения с емкостью размещен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, который связан с блоком управления весоизмерительного механизма. А блок управления весоизмерительного механизма выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в канале подачи жидкостного компонента для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу подаваемого компонента, величина которого соответствует выставленному весовому показателю.

Принцип действия массового кориолисового расходомера основан на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется колебаниям расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление чувствуется, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды. Принцип работы массомера основан на базовом физическом явлении появления ускорения при движении среды в вибрирующей трубке. В результате возникают силы, закручивающие трубку, так как во входной половине трубки сила, действующая со стороны среды, препятствует ее смещению, а в выходной способствует. Это приводит к появлению разности фаз колебаний подводящей и отводящей труб сенсора. Данный принцип называется эффектом Кориолиса.

Расходомер состоит из корпуса с фланцами, делителей потока и двух измерительных трубок. На измерительных трубках расположены генераторная катушка возбуждения, создающая колебания и измерительные катушки. Катушки расположены на одной трубке, магниты - на второй. Для обеспечения необходимой точности измерительные трубки подбираются на этапе изготовления парами по массе и собственным частотам колебания.

После прохождения измерительной камеры потоки собираются во втором делителе. Измеряемая среда выходит через второй фланец в трубопровод. При отсутствии расхода на измерительных катушках формируются одинаковые по фазе сигналы. При движении среды по трубкам происходит смещение фаз сигналов от измерительных катушек, вследствие закручивания колеблющихся трубок. При этом разность фаз прямо пропорциональна массовому расходу.

Введение таких расходомеров позволяет на стадии перемещения жидкостного компонента по каналу установить его вес с учетом жидкости, находящейся в канале и не поступившей еще в емкость. После закрытия запорных узлов жидкость достекает в емкость, но вес этой жидкости уже учтен. Такие массовые кориолисовве расходомеры имеют высокую точность считывания параметров потока: их погрешность составляет от 0,1% для жидкости. Кориолисовые расходомеры стабильны в метрологических характеристиках даже при содержании газовых включений в жидкости до 3%.

В рассматриваемой линии (фигура) в блоке приготовления раствора окислителя в канале (трубопровод 37) входа устройства подачи воды в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер 110 с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания 75, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в канале для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу подаваемого компонента.

В зоне входа отдельного трубопровода (после запорного узла 34) в емкость аппарата 20 для хранения раствора окислителя также установлен массовой кориолисовый расходомер 111 с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания 76, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла 34 в этом трубопроводе для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу раствора окислителя, величина которого соответствует выставленному весовому показателю.

В зоне входа трубопровода 68 блока приготовления топливной смеси (устройства подачи исходного продукта топливной смеси) в емкость 59 иди 60 установлен массовый кориолисовый расходомер 112 с блоком управления 113, связанным с блоком управления устройства взвешивания 77 или 78, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла 69 или 82 в этом трубопроводе для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу топливной смеси, величина которого соответствует выставленному весовому показателю.

Настоящее изобретение промышленно применимо и позволяет существенно увеличить точность отвеса жидкостных компонентов, из которых получают эмульсию для ЭВВ.

Изобретение относится к области механизированного изготовления водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ. Технологическая линия содержит блок приготовления топливной смеси и блок приготовления раствора окислителя, включающий в себя емкость с устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости, устройство подачи исходного продукта окислителя в эту емкость, устройство подачи воды в эту емкость, устройство взвешивания этой емкости. Емкость блока приготовления раствора окислителя сообщена через регулируемое запорное устройство с магистралью, содержащей фильтр и насос, выход которого через регулируемый трубный тройник сообщен с теплообменником, имеющим магистраль возврата раствора окислителя в емкость этого блока, и отдельным трубопроводом с емкостью для хранения раствора окислителя, оснащенной устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости и устройством взвешивания этой емкости. Через регулируемое запорное устройство отдельный трубопровод сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, на входе в который установлен тройник, сообщенный через регулируемое запорное устройство с емкостью для хранения раствора окислителя. Блок приготовления топливной смеси содержит емкость с устройством теплообмена для подогрева или охлаждения среды внутри емкости, устройство подачи исходного продукта топливной смеси в эту емкость, устройство перемешивания среды внутри емкости и весоизмерительное устройство. Емкость оснащена закрываемым входом для подачи эмульгатора и выходом, сообщенным через фильтр и насос с отдельным теплообменником, выход которого сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, выход которого сообщен с насосом выдачи готового продукта в виде эмульсии и через регулируемое запорное устройство с магистралью возврата топливной смеси в емкость блок приготовления топливной смеси. При этом в каналах сообщения с емкостями установлены массовые кориолисовые расходомеры с блоком управления, связанным с блоками управления устройств взвешивания, которые выполнены с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в соответствующем канале для его запирания при увеличении веса соответствующей емкости на величину, соответствующую весу подаваемого компонента или смеси компонентов. Обеспечивается повышение точности отвеса жидкостных компонентов для приведения перемешиваемого состава по весовым показателям и процентному содержанию к рецептуре. 1 ил.

Технологическая линия для производства обратных водомасляных эмульсий для изготовления взрывчатых веществ, характеризующаяся тем, что содержит блок приготовления топливной смеси и блок приготовления раствора окислителя, включающий в себя размещенную на платформе первого устройства взвешивания емкость с устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости, с устройством подачи исходного продукта окислителя в эту емкость и с устройством подачи воды в эту емкость, в канале входа которого в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в канале для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу подаваемого компонента, величина которого соответствует выставленному весовому показателю, емкость блока приготовления раствора окислителя сообщена через регулируемый запорный узел с магистралью, содержащей фильтр и гидронасос, выход которого через регулируемый трубный тройник сообщен с теплообменником, имеющим магистраль возврата раствора окислителя в емкость этого блока, и отдельным трубопроводом с емкостью для хранения раствора окислителя, оснащенной устройством подогрева паром содержимого в ее внутренней полости и размещенной на платформе второго устройства взвешивания, при этом в зоне входа отдельного трубопровода в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в этом трубопроводе для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу раствора окислителя, величина которого соответствует выставленному весовому показателю, через регулируемое запорное устройство отдельный трубопровод сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, на входе в который установлен тройник, сообщенный через регулируемый запорный узел с емкостью для хранения раствора окислителя, блок приготовления топливной смеси содержит размещенную на платформе третьего устройства взвешивания емкость с устройством теплообмена для подогрева или охлаждения среды внутри емкости, с устройством подачи исходного продукта топливной смеси в эту емкость и с устройством перемешивания среды внутри емкости, при этом в зоне входа трубопровода устройства подачи исходного продукта топливной смеси в эту емкость установлен массовый кориолисовый расходомер с блоком управления, связанным с блоком управления устройства взвешивания, который выполнен с функцией подачи управляющего сигнала на исполнительный механизм запорного узла в этом трубопроводе для его запирания при увеличении веса емкости на величину, соответствующую весу топливной смеси, величина которого соответствует выставленному весовому показателю, причем последняя из упомянутых емкость оснащена закрываемым входом для подачи эмульгатора и выходом, сообщенным через фильтр и гидронасос с отдельным теплообменником, выход которого сообщен с устройством предварительного смешения раствора окислителя с топливной смесью, выход которого сообщен с гидронасосом выдачи готового продукта в виде эмульсии и через регулируемый запорный узел с магистралью возврата топливной смеси в емкость блока приготовления топливной смеси.